Đề tài Thiết kế nhà máy sản xuất rượu vang nho công suất 2 triệu lít/năm

LỜI MỞ ĐẦU T rong thời đại nền kinh tế thị trường thì rượu vang đã trở thành một sản phẩm thương mại có thể sản xuất và kinh doanh đem lại lợi nhuận rất lớn. Những năm gần đây khi mà đời sống nhân dân ta đã khá hơn trước rất nhiều thì nhu cầu không chỉ dừng lại ở việc ăn no mặc ấm mà đã được nâng lên một nấc mới là phải thưởng thức cái ngon, cái đẹp của văn hoá ẩm thực; người ta đang chuyển từ uống bia sang uống rượu vang. Vang không chỉ là một thứ đồ uống, mà còn cả một nền văn hoá. Một triết gia cổ từng nói, rượu vang khi được chưng cất nó là giống đực, khi uống vào nó lại là giống cái muôn đời quyến rũ. Vì thế khi thưởng thức rượu vang không thể theo kiểu phàm phu tục tử uống cả cốc một lần. Điều này không chỉ thô lỗ với rượu vang mà còn hại cho sức khỏe, hãy nhâm nhi từng ngụm để tận hưởng hết hương vị của rượu vang. Uống rượu vang phải tận dụng cả thị giác, khứu giác và vị giác để cảm nhận hết cái ngon của rượu. Thị giác để thu nhận màu sắc, khứu giác thưởng thức mùi hương và vị giác để cảm nhận mùi vị. Nhìn vào màu sắc có thể biết được rượu vang già hay trẻ, rượu già có màu đỏ đậm thiên về nâu, rượu trẻ có màu hồng ngọc hay đỏ nhạt. Mùi hương của rượu vang có tới hàng nghìn loại khác nhau, có thể là mùi va li, mùi hạt dẻ, mùi hoa quả..vị của vang chủ yếu có bốn vị là chua, ngọt, đắng và mặn. Ở Việt Nam ngành sản xuất vang mới được thực sự bắt đầu từ những năm 80 của thế kỷ 20 và được đánh dấu bằng sự hiện diện của vang mang nhãn hiệu “ Thăng Long “ trên thị trường nội địa. Sau đó dần xuất hiện các sản phẩm mới như vang Đà Lạt, vang Vina wine, vang Tháp Chàm.. Thực tế ngành sản xuất vang của Việt Nam mới chỉ đáp ứng được các loại vang phổ thông tức là có chất lượng không cao và cung cấp cho đại bộ phận người tiêu dùng trước kia, ngày nay do đời sống của nhân dân đã được nâng lên rất nhiều vì vậy mà sự thưởng thức đòi hỏi phải được nâng cao. Hơn nữa vang của Việt Nam còn được làm từ nhiều loại quả như: Nho, dâu, táo mèo, dứa, vải..nên chất lượng không có tiêu chuẩn rõ ràng. Để thương hiệu vang của Việt Nam có chỗ đứng tại thị trường trong nước cũng như tiến tới xuất khẩu thì nguyên liệu dùng làm rượu vang phổ biến mà thế giới dùng đó là nho. Ở Việt Nam nho được trồng nhiều có năng suất và chất lượng cao để sản xuất rượu vang tập trung ở tỉnh Ninh Thuận và Bắc Bình Thuận. Vì vậy, Em chọn đề tài: “ Thiết kế nhà máy sản xuất rượu vang nho công suất 2 triệu lít/năm “, nhà máy được đặt tại tỉnh Ninh Thuận nơi có nguồn nguyên liệu phong phú, nho chất lượng cao và có nhiều điều kiện thuận lợi để sản xuất rượu vang. Nhiệm vụ và mục đích của đề tài: Những luận chứng kinh tế xây dựng nhà máy. Tổng quan về tài liệu liên quan về rượu vang trong và ngoài nước. Các bệnh và lỗi và rượu vang. Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ. Tính toán và cân bằng sản phẩm. Tính thiết bị, điện, hơi, lạnh và nước. Chọn thiết bị và tính toán nhà xưởng. Tính toán kinh tế. An toàn lao động, vệ sinh và xử lý môi trường trong nhà máy. Chương 1: LUẬN CHỨNG KINH TẾ 1. Tình hình phát triển ngành rượu vang trên thế giới Trước kia ngành sản xuất và tiêu thụ rượu vang chỉ tập trung ở các nước Châu Âu, Bắc Mỹ và Châu Úc do rượu vang còn quá đắt đối với đại bộ phận nhân dân trên thế giới, thì đến nay kinh tế của các nước đang dần xích lại và đời sống nhân dân được cải thiện đáng kể thì nhu cầu thưởng thức rượu vang không chỉ đơn thuần như một loại đồ uống mà nó còn đặc trưng văn hoá ẩm thực đã tăng lên đáng kể. Theo thống kê của hiệp hội vang quốc tế: năm 1995 mức tiêu thụ bình quân theo đầu người của một số quốc gia như sau: CH.Pháp ~ 62 lít/năm; Italia ~ 62 lit/năm; Bỉ ~ 60 lit/năm; Bồ Đào Nha ~ 60 lit/năm; Argentina ~ 45 lit/năm. Ở thị trường Châu Á và Châu Úc năm 1995 với sản lượng 1 tỷ lít thì: Trung Quốc 300 triệu lít, Úc khoảng 500 triệu lít, Newzealand 50 triệu lít, Nhật Bản 50 triệu lít còn lại là một số quốc gia khác như Thái Lan, Malaysia, Indonesia, Philippin đều đạt trên 10 triệu lít.[1.2] Trong vài năm gần đây, rượu vang của Ấn Độ và Trung Quốc đã xâm nhập thị trường quốc tế và bước đi sắp tới họ sẽ tấn công các quốc gia vốn nổi tiếng về sản xuất rượu vang như Pháp. Hiện nay, mỗi năm Ấn Độ xuất khẩu hơn 250.000 chai vang hảo hạng. Con số này đánh dấu một bước tiến trong ngành sản xuất rượu vang của Ấn Độ vì chỉ vài chục năm trước ở quốc gia này hầu như chẳng có chai vang nào có thể uống được. 2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ rượu vang ở Việt Nam Việt Nam là một nước Đông Nam Á, có vùng nhiệt đới khí hậu ẩm nên nghề trồng nho sản xuất rượu vang chỉ phát triển ở một số vùng khí hậu thích hợp như Ninh Thuận và Bắc Bình Thuận. Vang của Việt Nam thường sản xuất từ nhiều loại quả và lên men bằng siro dịch quả nên chất lượng không cao (do mất đi hương, vị của quả tươi). Mức tiêu thụ và sản xuất rượu vang của Việt Nam còn thấp. Đến năm 2002, theo tài liệu của hiệp hội Rượu Bia nước giải khát, trong nước hiện có khoảng 10 doanh nghiệp sản xuất rượu vang và ước tính tổng sản lượng vang sản xuất tại Việt Nam đạt 12,5 triệu lít. Vì vậy mục tiêu đặt ra cho ngành sản xuất rượu vang cần thực hiện là: Xây dựng ngành sản xuất rượu vang có chỗ đứng trên thị trường nội địa. Sử dụng tối đa nguồn nguyên liệu trong nước để sản xuất ra sản phẩm có chất lượng cao, đa dạng hoá về chủng loại, cải tiến bao bì mẫu mã, phấn đấu hạ giá thành, nâng cao khả năng cạnh tranh, đáp ứng nhu cầu trong nước và có sản phẩm xuất khẩu, tăng nguồn thu ngân sách, hội nhập vững chắc kinh tế khu vực và thế giới. Khuyến khích các thành phần kinh tế tham gia sản xuất, rượu vang có chất lượng gần với rượu vang quốc tế. Định hướng phát triển: Về thiết bị công nghệ: hiện đại hoá công nghệ, ứng dụng những thiết bị công nghệ hiện đại của thế giới để đảm bảo các tiêu chuẩn chất lượng, an toàn vệ sinh thực phẩm, môi trường theo qui định của Việt Nam và quốc tế để sản phẩm có khả năng cạnh tranh ngày càng cao trên thị trường trong và ngoài nước. Về đầu tư: tập trung vào các nhà máy có công suất thiết kế lớn, phát huy tối đa năng lực của các cơ sở sản xuất có thiết bị và công nghệ tiên tiến, đồng thời tiến hành đầu tư mở rộng năng lực sản xuất của một số nhà máy hiện có đa dạng hoá hình thức đầu tư phương thức huy động vốn của các thành phần kinh tế trong nước, đẩy mạnh cổ phần hoá đối với những doanh nghiệp nhà nước. 3. Chọn địa điểm và năng suất xây dựng nhà máy Các nguyên tắc lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy: Gần vùng nguyên liệu và nhiên liệu. Thuận lợi về giao thông đường bộ, đường thuỷ, đường sắt để vận chuyển nguyên liệu, vật liệu, sản phẩm dễ dàng và thuận tiện với giá thành chi phí nhỏ nhất. Gần nguồn cung cấp nước, có hệ thống thoát nước hợp lý để không ảnh hưởng đến môi trường, sức khoẻ của người dân trong vùng. Gần nơi đông dân cư để có nguồn nhân lực dồi dào và cũng là thị trường để tiêu thụ sản phẩm. Địa hình bằng phẳng, địa chất ổn định, ít thiên tai. Đủ diện tích bố trí thiết bị và khu vực trong nhà máy, sản xuất, giao thông nội bộ thuận tiện, có đất cho mở rộng sản xuất . Từ các nguyên tắc trên, ta lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy nằm trong khu công nghiệp của tỉnh đó là khu công nghiệp Tháp Chàm. Địa điểm này đáp ứng đáp ứng được các yêu cầu theo các phương diện sau: 3.1. Giao thông Khu công nghiệp Tháp Chàm có quy mô 126 ha, nằm sát quốc lộ 27 và ga Tháp Chàm, cách thị xã Phan Rang – Tháp Chàm khoảng 7 km về phía Tây Bắc. Hơn nữa khu công nghiệp này còn gần tuyến đường sắt Bắc – Nam. Ngoài đường bộ và đường sắt, Ninh Thuận còn có sân bay Thành Sơn ở khu vực Tháp Chàm do vậy nhà máy đặt ở đây rất thuận lợi về mặt giao thông. 3.2. Nguồn nguyên liệu Nho là nguồn nguyên liệu chính cho việc sản xuất vang. Cây nho được phát triển ở Ninh Phước, Phan Rang – Tháp Chàm ngoài ra còn có ở Ninh Sơn, Ninh Hải với sản lượng khoảng 60 – 70 nghìn tấn. Vì vậy nhà máy đặt tại đây sẽ tập trung được nguồn nguyên liệu phong phú, chi phí vận chuyển giảm. Hơn nữa, đường là nguyên liệu phụ quan trọng cho sản xuất rượu vang mà các nhà máy sản xuất đường lại tập trung tại Ninh Sơn, Ninh Phước.. với tổng sản lượng đạt 88 nghìn tấn năm 2002. Do vậy, sản lượng đường thừa sức cung cấp cho các nhà máy và người tiêu dùng trong tỉnh. 3.3. Nguồn nhân lực và đầu ra Theo số liệu của tổng điều tra dân số năm 2002, dân số của tỉnh Ninh Thuận là 539 nghìn người, về tháp dân số thì Ninh Thuận là tỉnh có dân số trẻ. Năm 2002, số dân trong độ tuổi lao động là 301,4 nghìn người, chiếm 55,9 % số dân; đây là điều kiện thuận lợi trong lĩnh vực sản xuất. Mặt khác, GDP/người của Ninh Thuận năm 2002 đạt khoảng 2.950 nghìn đồng bằng 54,9 % so với cả nước, nên chi phí trả lương cho người lao động tương đối thấp. 3.4. Nguồn cung cấp điện, nhiệt, lạnh Sử dụng mạng lưới điện quốc gia thông qua nguồn cung cấp điện khu công nghiệp và qua trạm hạ áp của nhà máy. Nhà máy có bộ phận chống cháy nổ, bình cứu hoả, cửa thoát hiểm và dự trữ máy phát điện công xuất vừa đủ để phục vụ cho nhà máy không bị gián đoạn sản xuất khi mất điện. Nhiệt sử dụng trong nhà máy phát đi từ lò hơi chạy bằng nhiên liệu than. Người vận hành lò hơi phải có chuyên môn, phải thường xuyên kiểm tra, bảo dưỡng thiết bị, sửa chữa và thay thế phụ tùng khi cần thiết. Nhà máy sử dụng máy lạnh, tác nhân làm lạnh cho thiết bị là glycol, tác nhân chạy máy làm lạnh là khí Freon 22. 3.5. Nguồn cấp và thoát nước Sử dụng nguồn nước khoan của nhà máy, sau đó đem xử lý để nước đạt được tiêu chuẩn lý, hoá phù hợp cho sản xuất. Nước thải sau khi sử dụng cho công đoạn vệ sinh thiết bị, rửa chai, rửa phân xưởng, dụng cụ thao tác và bã nho phải được qua bộ phận xử lý nước thải, chất thải rắn. Ở đây em thiết kế nhà máy sản xuất rượu vang với công suất 2 triệu lít/năm. Đây mới là công suất ban đầu, nếu thị trường trong nước tiêu thụ tốt và có thể xuất khẩu thì sẽ tiến hành mở rộng nhà máy với quỹ đất dự bị tại khu công nghiệp. Chương 2: TỔNG QUAN 1. Sơ lược tình hình sản xuất nho và sử dụng sản phẩm từ nho 1.1. Lịch sử cây nho và nghề trồng nho Nho là một trong những cây có nguồn gốc sớm nhất trên trái đất, qua những mẫu hoá thạch của cây và lá nho trong các trầm tích đá phấn, các nhà khoa học đã đi đến kết luận rằng cây nho có cùng tuổi phát sinh với loài người. Cây nho dại có nguồn gốc ở vùng bắc bán cầu, đặc biệt là vùng khí hậu ôn đới thuộc Châu Âu, Bắc Mỹ, Trung Mỹ và tây bắc của Nam Mỹ thuộc dải Andes (Colombia và Venezuela). Những giống nho ưu việt ở vùng Trung Đông và Nam Châu Âu được chọn ra từ nho dại và dần dần được địa phương hoá.[1.1] Tại Việt Nam, thông qua trung tâm khảo cứu Nông nghiệp Ninh Thuận, cây nho đã được du nhập vào từ Thái Lan, Nam Triều Tiên và Mỹ năm 1971 với trên 70 giống có nguồn gốc nhiệt đới và ôn đới. Cho tới nay, thông qua nhiều nguồn khác nhau, cây nho đã được du nhâp vào Việt Nam với số lượng giống khá lớn, những giống nho này bao gồm nho ăn tươi, nho rượu và nho sấy khô.[1.7] 1.2. Đặc điểm cây nho Nho có nguồn gốc ở vùng bắc bán cầu, đặc biệt là vùng khí hậu ôn đới thuộc Châu Âu, Bắc mỹ, Trung Mỹ và Tây Bắc của Nam Mỹ thuộc dải Andes. Cây nho thích hợp ở nhiệt độ cao vừa phải cho sự nở hoa và thụ phấn. Vùng trồng nho yêu cầu khí hậu khô, nhiều nắng và ít mưa. Những vùng mưa nhiều, với lượng mưa 1000 mm trở lên không thích hợp cho sự hình thành và phát triển hoa, quả; không những thế còn kích thích sự phát triển của sâu bệnh. Ở Việt Nam, đặc điểm khí hậu khô và nóng như tỉnh Ninh Thuận tương đối phù hợp cho sự sinh trưởng và phát triển của cây nho. Theo số liệu khí tượng cho thấy vùng này có nhiệt độ cao quanh năm không có mùa đông như các tỉnh phía Bắc, đảm bảo cho sự sinh trưởng và giữ được màu xanh quanh năm, không có hiện tượng nghỉ đông như các nước ôn đới. Lượng mưa hàng năm thấp, trung bình 879,8 mm/năm, độ ẩm không khí trung bình 76,67%. Thời gian chiếu sáng nhiều, số giờ nắng bình quân trên 7 giờ mỗi ngày là điều kiện tốt cho sinh trưởng, phát triển và cho năng suất cao. Nho thích hợp trên đất bồi tích phì nhiêu, có thành phần cát nhẹ và thịt pha cát, đất tơi dễ làm có kết cấu tốt và pH thích hợp cho nho phát triển là 6,5 – 7,5. 1.3. Một số giống nho được trồng hiện nay trên thế giới - Giống nho không hạt Thompson seedless: là giống có nguồn gốc ở Mỹ, phù hợp với những vùng ôn đới. Cây sinh trưởng mạnh, có ưu thế về phát triển ngọn. Kích thước lá lớn, lá mỏng , chẻ thùy nông. Năng suất từ trung bình đến cao. Cành mang quả nằm ở vị trí đốt thứ 5 – 10. Chùm quả ngắn, chặt, hơi có hình nón. Quả hình ô van, có độ đường cao 19 - 20o Brix. Giống này thường được dùng làm nho ăn tươi và nho khô ở Mỹ, Úc và một số nước Châu Âu. Đây là giống tương đối khó mang hoa khi cắt cành. Giống này đã được trồng thử nghiệm và thấy phù hợp, cho năng xuất cao tại vùng Ninh Thuận. - Giống Anebe-Shahi: giống này được trồng nhiều ở vùng nam Ấn Độ (bang Tamil Nadu), vùng có khí hậu nhiệt đới khô và có độ cao trên 300 m so với mực nước biển. Cây có thân lớn, cành to, mập, màu nâu đậm. Cây sinh trưởng khoẻ, lá to, chùm qủ rất lớn có hình nón, chín đồng đều. Quả lớn hình ô van, màu hổ phách, thường có 3 hạt. Chất hoà tan tổng số 17 – 18 %. Năng suất rất cao và được xem là giống nho ăn tươi phổ biến nhất ở Ấn Độ. - Nho xanh Bangalore Blue: giống này thuộc loài V. labrusca có thân nhỏ, cành dài và nhỏ. Lá hình tim, kích thước lớn. Chùm hoa ngắn, rất chặt, chùm quả chín không đồng đều. Quả nhỏ, hình càu hoặc hơi ô van khi chín có màu tím hơi đen đậm. Chất tan tổng số 17%, quả có thể bảo quản được lâu. Đây là giống nổi tiếng về sức chịu đựng được điều kiện bất thuận và kháng sâu bệnh. - Giống nho không hạt Beauty seedless: cây có sức sống trung bình, chùm quả từ trung bình tới lớn, hình nón dài tới hình trụ. Quả màu đen, hơi xanh da trời, hình cầu, kích thước nhỏ Chất lượng tốt với chất hoà tan tổng số 18 – 21%. Năng suất trung bình 35 tấn/ha, đôi khi tới 75 tấn/ha. Đây là giống nho chín sớm, màu đẹp và sản lượng cao. - Nho không hạt Perlette: cây khoẻ, chùm quả lớn trung bình, hình nón dài đóng rất chặt; quả màu hơi xanh, khá hấp dẫn, có hình cầu hoặc ellip. Đây là giống không hạt, chín sớm, chất lượng trung bình, chất tan tổng số 16 – 20%. Năng xuất trung bình 35 tấn/ha. 1.4. Các giống nho được trồng phổ biến ở Việt Nam - Giống nho đỏ Cardinal: cây có sức sống trung bình đến cao. Chùm hoa ra ở đốt thứ 1 – 8. Chùm quả lớn trung bình, hình nón cụt hoặc nón dài. Quả có màu đỏ sáng hoặc đỏ sẫm khá hấp dẫn, hình cầu hoặc hình ellip, quả thường có 2 -3 hạt; chín không đều. Chất lượng quả trung bình với 14 – 15oBrix. - Nho tím Ribier: cây có sức sống mạnh, lá to; chùm quả và dạng quả tương tự như nho đỏ Cardinal vì nó là giống bố của nho đỏ. Quả có màu tím đen, khối lượng quả khá lớn 4,5 – 5 g, vỏ quả mỏng. Chất lượng quả trung bình với 14 – 16o Brix. - Giống NH.01-48: giống này được nhập từ Thái Lan, năm 1997, cây có sức sống trung bình. Lá màu xanh nhạt, nhẵn, chùm quả trung bình đến lớn có hình nón dài. Khối lượng chùm quả trung bình 330 – 350 g, khi chín quả có màu xanh vàng, vỏ quả dày dễ tách ra khỏi phần thịt quả. Chất lượng quả tốt với 17 – 18o Brix, năng xuất cao 12 – 15 tấn/ha, giống này được trồng nhiều ở Ninh Thuận. - Giống Black Queen: giống này được nhập từ Thái Lan, năm 1997, cây có sức sống từ trung bình đến cao, chùm hoa có hình dạng khá đẹp. Chùm quả có hình nón, kích thước lớn; khối lượng chùm 350 – 450 (g). Chất lượng quả tốt với 16 – 17o Brix, năng suất 12 - 15 tấn/ha. - Giống Red star: giống này được nhập từ Mỹ, năm 1998. Cây có sức sống trung bình, lá màu xanh nhạt, ít lông. Chùm quả hình nón, kích thước lớn; khối lượng chùm 600 – 800 g. Chất lượng quả tốt 16 – 17o Brix, năng suất 12 – 14 tấn/ha. - Giống NH.02 - 04: đây là giống nho rượu có triển vọng nhất, được nhập từ Pháp, năm 1994. Cây có sức sống cao, lá tròn màu xanh nhạt, ít lông. Chùm hoa có hình dạng dài, ít phân nhánh; chùm quả hình nón thuôn dài, khối lượng chùm quả 200 – 250 g. Quả hình cầu, khi chín quả có màu xanh hơi vàng, độ axit và độ đường cao 16 – 18o Brix, vỏ quả mỏng; năng xuất khá cao 15 – 18 tấn/ha. - Giống Chambourcin (NH.02 - 10): đây cũng là một trong những giống nho rượu, được nhập từ Úc, năm 1994. Cây có sức sống trung bình, lá hình tim, mỏng, màu xanh đậm; chùm hoa phân nhánh nhiều. Chùm quả có hình nón hơi thuôn dài, khối lượng chùm quả từ 150 – 200 g; quả hình cầu, khi chín có màu đen sẫm. Hương vị thơm, chua ngọt; vỏ quả dày. Độ axit và độ đường cao (16 – 17o Brix), năng suất trung bình 8 – 10 tấn/ha. Rượu vang và nước ngọt chế biến từ giống nho này có màu sắc khá hấp dẫn. - Giống Rubi red (NH.02 - 09): giống này được nhập từ Úc, năm 1994. Cây có sức sống trung bình, lá hơi tròn, dày, màu xanh nhạt; chùm quả có hình nón hơi tròn, khối lượng chùm quả biến động khá lớn từ 50 – 150 g. Quả hình cầu, khi chín có màu đen sẫm; hương vị thơm, chua, ngọt. Độ axit và độ đường cao (18 – 20o Brix), năng suất trung bình 7 - 10 tấn/ha. Rượu vang và nước ngọt chế biến từ giống nho này có màu sắc khá hấp dẫn.[1.7] 1.5. Thu hoạch và chọn lọc nho để sản xuất rượu vang 1.5.1. Thu hoạch chung: thu hoạch nho là công việc bận rộn nhất của các nhà trồng nho. Nó bắt đầu khi nho đạt đến độ chín hoàn hảo, tức là lúc nho có nồng độ đường và axit hữu cơ thích hợp cho việc sản xuất vang. Nho chín hoàn toàn, nhìn chung có hàm lượng axits hữu cơ thấp và hàm lượng đường cao. Nếu tới khi thu hoạch mà nho không chín hoàn toàn thì nước nho ép sẽ có ít đường và nhiều axít hữu cơ. Ngay trong quá trình nho chín, nồng độ đường cũng tăng lên liên tục cho nên người ta phải kiểm tra nhằm tìm ra thời điểm thu hoạch thích hợp. Để làm việc này người ta ép nho lấy dịch và xác định nồng độ chất tan bằng khúc xạ kế hoặc tỷ trọng kế và chờ tới khi nồng độ đường nằm ở mức hơi cao hơn nồng độ trung bình vẫn đạt được tại nơi trồng và loại nho nhất định mới bắt đầu thu hoạch. Nói chung khi thời tiết thuận lợi và nho không bị bệnh thì kéo dài thời gian thu hoạch sẽ làm cho vang có chất lượng tốt hơn. Dĩ nhiên, ngay trong khi nho chín mà có sương sớm hoặc bị bệnh nấm xám và côn trùng đe doạ, thì phải tiến hành thu hoạch ngay mà không cần đợi đến độ chín thích hợp nữa. Việc xác định thời điểm này là rất khó và đòi hỏi phải có nhiều kinh nghiệm trong nghề trồng nho. Việc tiến hành thu hoạch nho phải được tiến hành có kế hoạch dựa trên cơ sở thời gian chín khác nhau của nho, nho chín trước thì thu hoạch trước, nho chín sau thì thu hoạch sau. Nhưng loại nho có chất lượng tốt đòi hỏi nhiều thời gian chiếu sáng hơn mới chín hoàn toàn, do đó thời gian thu hoạch của những loại nho này thường cuối vụ mới bắt đầu. Trạng thái và độ chín của nho quyết định đến chất lượng của vang, do đó tốt nhất là tiến hành thu hoạch ở các thời điểm khác nhau. Người ta phân biệt 4 giai đoạn thu hoạch: Thu hoạch sớm: điều này diễn ra khi một bộ phận nho bị thời tiết xấu hoặc sâu bệnh làm hại. Ở đây người ta loại bỏ những quả nho mắc bệnh hay bị hư hại, đồng thời đề phòng sự lây bệnh sang nho lành lặn. Lẽ đương nhiên từ nho phần lớn bị ủng và có lỗi thì chỉ có thể tạo ra vang kém chất lượng. Người ta lên men vang từ loại nho này theo phương pháp đặcc biệt. Trong trường hợp thuận lợi nhất thì pha đấu với vang tiêu dùng khác. Thu hoạch chính: đây là giai đoạn thu hoạch chủ yếu, mang lại lượng sản phẩm chính cho người trồng nho. Thời hạn của dạng thu hoạch này đối với từng loại nho và từng vùng canh tác được ban quản lý thông báo công khai. Có vùng lập ra hội đồng thu hoạch địa phương và hội đồng này chịu trách nhiệm lập ra kế hoạch thu hái cho đơn vị mình. việc xác định chính xác thời điểm bắt đầu thu hoạch có mục đích kiềm chế các nhà trồng nho không cho họ thu hoạch quá sớm. Chỉ có như vậy sản phẩm vang và uy tín của địa phương mới được bảo vệ và thúc đẩy. Thu hoạch muộn: gặp điều kiện đặc biệt tốt và tương quan thời tiết thuận lợi, người ta thường để những loại nho có chất lượng và cũng chỉ loại nho này ở lại trên cây và sẽ thu hoạch sau khi nho đã ở trạng thái quá chín. Qua đây sản lượng nho tất nhiên bị giảm nhưng chất lượng nho tốt hơn nhiều. Chọn lọc nho: để có chất lượng vang tốt, người ta phải tiến hành phân loại và chọn lọc nho chất lượng. Ở đây người ta tiến hành tách nho bị bệnh hoặc hư hại ra khỏi nho chín đều hoặc chín quá và chế biến riêng. Nhờ vậy, từ số nho chất lượng còn lại có thể sản xuất được loại vang hảo hạng. Ở những vùng trồng nho gặp thời tiết đặc biệt thuận lợi, đôi khi người ta để nho ở trên cây cho tới khi phần nước ở trong quả đã bốc hơi và nhìn bề ngoài thấy giống như nho khô. Ở Đức cũng sản xuất loại nho khô như thế khi nó bị bệnh “ nấm thối rữa quí tộc “ Botrytis cinerea. Loại nấm này chui qua vỏ vào trong quả, đồng hoá chủ yếu các axit hữu cơ và chút ít đường. Việc này làm cho vỏ quả bị hỏng tạo điều kiện tiền đề cho phần lớn nước bốc hơi, quả teo lại tựa nho khô. Ở đây hàm lượng các chất tiêu biểu cho chất lượng nho là đường và chất thơm tăng lên đáng kể. Khi thu hoạch nho khô được chọn lọc và để riêng rồi chế tạo loại dịch nho khác hoặc bổ sung vào vang non; những vang sản xuất từ nho khô chọn lọc như thế có chất lượng tuyệt vời. Tuy vậy, vì giá thành sản xuất cao nên loại vang này chỉ dùng cho mục đích đặc biệt, một số vùng trồng nho đã trở nên nổi tiếng thế giới chính bởi những loại nho khô chọn lọc theo kiểu như thế này.[1.1] 1.5.2. Dải vụ thu hoạch nho ở Việt Nam Nho để sản xuất rượu vang thu mua tại tỉnh Ninh Thuận. Tại vùng Ninh Thuận nho có thể thu hoạch quanh năm, tuỳ thuộc vào thời vụ cắt cành. Nhưng hầu như hình thành làm 3 vụ thu hoạch chính vào các tháng 3 – 4, 7 – 8, và tháng 12 - 1 năm sau. Nho có năng suất và chất lượng tốt nhất là mùa thu hoạch vào tháng 3 – 4, vì cây nho sinh trưởng và phát triển trong điều kiện thời tiết mát mẻ của vụ Đông – Xuân, phù hợp cho việc sinh tổng hợp và vận chuyển các hợp chất hữu cơ.[1.7] 1.6. Diện tích, sản lượng và tình hình sử dụng các sản phẩm từ nho 1.6.1. Diện tích và sản lượng Diện tích trồng cây nho trên thế giới khoảng 10 triệu ha. Châu Âu là khu vực có diện tích trồng nho lớn nhất thế giới, những nước trồng nhiều nho là Bồ Đào Nha, Thổ Nhĩ Kỳ, Pháp, Italia, Nga, và Mỹ. Năng suất nho trên thế giới dao động khá lớn, từ 5,2 – 27,0 tấn/ha. Thấp nhất là Iran và Triều Tiên, những nước có năng suất cao là Ấn Độ và Hà Lan. Bảng 1: Sản lượng nho trên thế giới ước tính khoảng 65 triệu tấn hàng năm, tính riêng cho từng khu vực như sau: Khu vực Sản lượng (1000 tấn) Toàn thế giới 65.167 Châu Âu 36.832 Châu Á 7.434 Trung và Bắc Mỹ 5.354 Nam Mỹ 5.339 Châu Phi 2.216 Châu đại dương 792,0 Nga 7.200 Tổng số nho quả xuất khẩu trên thế giới hàng năm ước chừng 1 triệu tấn, trong đó Châu Âu khoảng 700.000 tấn chiếm 70%, Tây Âu khoảng 240.000 tấn, Pháp 100.000 tấn, Tiệp Khắc 40.000 tấn và một phần nữa là Trung và Bắc Mỹ. Ở Việt Nam cây nho được trồng tập trung chủ yếu ở tỉnh Ninh Thuận và Bắc Bình Thuận với diện tích khoảng 2.500 – 2.700 và một số ít ở phía Nam tỉnh Khánh Hoà, trên các vùng khí hậu khô nóng và có lượng mưa thấp. Trong những năm gần đây, cây nho được phát triển ra cả các tỉnh phía Bắc, Vùng có khí hậu nhiệt đới ẩm. Tại vùng Ninh Thuận, cây nho có tiềm năng năng suất rất cao, trên một ha có thể thu được 30 – 40 tấn mỗi năm một cách ổn định nếu có kỹ thuật phù hợp. 1.6.2. Tình hình sử dụng các sản phẩm từ nho - Nho ăn tươi: nghĩa là được tiêu thụ dưới dạng quả tươi. Các giống này có màu sắc bề ngoài, mùi vị hấp dẫn, vận chuyển đi xa không bị dập nát, thị quả cứng, vỏ quả dai.. Các giống nho ăn tươi chủ yếu là Thompson Seedless, Tokay, Black Queen, Redstar, NH.01-48.. - Nho khô: là những giống nho trồng để làm khô nho. Những giống nho này thường có cấu trúc quả mềm, không hạt, hàm lượng đường cao, hương vị dễ chịu và ít bị dính khi bảo quản sản phẩm. Dùng vào mục đích này thường là các giống nho không hạt như Thompson, Seedless, Black corinth, Seedless sultana.. - Nho rượu: là các giống nho trồng để sản xuất rượu vang và một số rượu mạnh cao cấp, đắt tiền. Loại nho này được trồng chủ yếu ở Châu Âu, Nam Phi, Bắc Phi, Nam Mỹ và Úc với các giống như White Riesling, Chardonnay, Chambourcin, Ruby Red, NH.02 - 04.. - Nho làm nước ngọt: là những giống nho có dịch nước ép ngọt để làm đồ uống. Nước quả nho có thể giữ lại được hương vị tự nhiên của nho tươi thông qua việc lọc và bảo quản. Ở Mỹ người ta dùng giống Concord, Pháp dùng giống Aramon và Carignan, các nước Trung Âu dùng giống White Riesling. - Nho đóng hộp: các giống nho không hạt như Thompson Seedless và Canner thường được dùng đóng hộp chung với các loại trái cây khác.[1.7] 2. Các công nghệ sản xuất rượu vang nho 2.1. Sơ lược quá trình hình thành và phát triển rượu vang Có lẽ ít có sản phẩm nào xuất hiện sớm như vang. Vang được loài người biết cách ủ từ hàng nghìn năm nay, trong các câu chuyện thần thoại của người Hy Lạp cổ đã miêu tả cách trồng trọt và ủ vang. Đầu tiên người ta chỉ biết ép quả lấy nước rồi để lên men tự nhiên trong các hang đá, tạo ra một loại nước uống gây một cảm giác lâng lâng và có mùi thơm hấp dẫn khác với mùi thơm của quả chín. Trong lịch sử của loài người vang đóng vai trò quan trọng trong đời sống kinh tế. Nhiều bằng chứng lịch sử cho thấy vang như là công cụ của ngành thương mại, mặc dù nguồn gốc của ngành chế biến vang ở thời tiền sử vẫn còn đầy bí ẩn. Nhưng rõ ràng vào thời điểm đó con người đã tạo dựng được ngành chế biến vang có qui mô ở Ai Cập và một số vùng khác. Vào thế kỷ thứ 4 trước công nguyên, dưới sự thống trị của người La Mã cổ đại. Ngành buôn bán vang được phát triển khắp Châu Âu, Bắc Phi, thậm chí lan ra cả vùng viễn đông. Từ đó cùng với sự phát triển của cây nho và sự đúc kết kinh nghiệm mà nghề làm rượu nho được phát triển trên khắp thế giới. Nhưng nghề làm rượu vang chỉ thực sự bắt đầu phát triển mạnh mẽ vào năm 1857, khi Lui Pasteur đã đưa các bằng chứng để chứng minh rằng quá trình lên men là một quá trình sống và những khám phá về cơ sở vi sinh vật về sự hư hỏng của vang đã đạt được kết quả ngoài sức tưởng tượng. Sau đó, với sự áp dụng thành tựu của khoa học kỹ thuật vào các quá trình lên men đã rút ngắn được thời gian lên men, ngăn chặn được sự phá hoại của vi sinh vật và giảm thời gian trữ vang rượu vang. Theo thống kê của Hiệp Hội Vang Quốc Tế thì tỷ lệ trồng nho và sản lượng nho được sản xuất trên thế giới là: Năm 1956: Diện tích trồng là: 22.058,5x 103 mẫu (Anh). Sản lượng vang: 5.5659,3x 103 gallon ( khoảng 25,7 tỷ lit ). Năm 1957: Diện tích trồng là: 21.590,7x 103 mẫu (Anh). Sản lượng vang: 4.558,772x 103 gallon ( khoảng 20,7 tỷ lit ). Năm 1958: Diện tích trồng là: 22.184,8x 103 mẫu (Anh). Sản lượng vang: 6.099,224x 103 gallon ( khoảng 27,6 tỷ lit ). Và theo số liệu mới nhất thì sản lượng thu hoạch nho năm 2004 đạt 177 tỷ lit, tăng 8 % so với năm 2001 và năm 2003 (đều đạt 163 tỷ lit). Năm 2002 có sản lượng thấp nhất chỉ đạt 158 tỷ lit. Sau đây là sản lượng nho thu hoạch năm 2004 tính theo từng nước Pháp đạt 58 tỷ lit Italia đạt 52 tỷ lit Đức đạt 10,5 tỷ lit Bồ Đào Nha đạt 7,5 tỷ lit Hy lạp đạt 4,4 tỷ lit Riêng sản lượng nho thu hoạch năm 2004 của Tây Ban Nha, do bị nạn sâu rầy, đã giảm 7 % so với năm 2003. Sản lượng nho thu hoạch của Hungary năm 2004 tăng 26 % so với năm 2003 đạt 4,8 tỷ lít, đứng trên cả Hy Lạp.[1.8] 2.2. Khái niệm về rượu vang và phân loại rượu vang 2.2.1. Khái niệm về rượu vang Theo nghĩa, rượu vang là sản phẩm lên men từ quả nho hoặc từ dịch nước nho (có thể lên men từ một số quả khác như táo, đào, mận, ..) mà không thông qua chưng cất. Thường từ nho trắng chỉ có thể sản xuất rượu vang trắng. Tuy nhiên, rượu vang trắng cũng có thể thu được từ nho đỏ mà có dịch trắng nếu dịch ép nho được tách khỏi bã ngay trước khi lên men. Còn từ nho đỏ mà có dịch trắng hoặc có dịch đỏ thì có thể tạo ra rượu vang hồng hoặc rượu vang đỏ nếu cho lên men cả bã, do đó các chất màu từ vỏ quả sẽ được kéo theo vào trong rượu vang. 2.2.2. Phân loại rượu vang Có nhiều cách phân loại vang khác nhau Căn cứ vào màu sắc của sản phẩm phân loại thành: Vang đỏ, vang trắng, vang hồng tương ứng với từng loại vang này mà có các chỉ tiêu về màu sắc, độ trong khác nhau. Căn cứ theo độ rượu, hàm lượng đường, hàm lượng acid.. có trong vang mà phân thành các loại: vang khô, vang dịu, vang ngọt.. Nhưng xu hướng chung thì vang được phân thành hai nhóm chính là vang không có ga ( trong vang không có CO2 ) và vang có ga (trong vang thành phẩm có CO2), trong đó mỗi nhóm lại phân thành một số loại khác nhau tuỳ theo hương, vị,.. của từng loại sản phẩm.[1.2] Bảng 2. Phân loại rượu vang Stt Loại vang Độ cồn ( %v ) Độ đường ( % ) 1. Vang không gas 1.1 Vang bàn ăn 1.1.a Cay 9÷14 < 0.3 1.1.b Nửa cay 9÷12 0,3÷0,5 1.1.c Nửa ngọt 9÷12 3÷8 1.2 Vang nặng 1.2.a Nặng 17÷20 1÷14 1.2.b Điểm tâm a1 Nửa ngọt 14÷16 5÷20 b1 Ngọt 15÷17 14÷20 2. Vang có gas 2.1 Sâm banh 2.1.a Không ngọt 10,5 ÷ 12,5 < 0,3 2.1.b Rất cay 10,5 ÷ 12,5 0,8 2.1.c Cay 10,5 ÷ 12,5 3 2.1.d Nửa cay 10,5 ÷ 12,5 5 2.1.e Ngọt 10,5 ÷ 12,5 8 2.2 Rượu vang bọt 2.2.a Đỏ 10,5 ÷ 12,5 7÷8 2.2.b Muxcat 10,5 ÷ 12,5 9 ÷ 12 2.2.c Hồng 10,5 ÷ 12,5 6÷7 2.2.d Vang bọt 9 ÷ 12 3÷8 Rượu vang khác với một số loại rượu cao độ được làm từ ngũ cốc, nho và một số loại quả khác như: (như sery, táo, dâu..) Cognac: được làm từ nho, ủ trong thùng gỗ sồi đặc biệt. Armagnac: Sản xuất ở vùng Armagnac ( Pháp ), giống với rượu Cognac nhưng có mùi mạnh hơn. Brandy tổng hợp: được làm từ các loại quả khác nhau. Điểm khác biệt lớn nhất giữa rượu vang với các rượu này là sau khi lên men dịch quả, người ta tiến hành chưng cất và được tàng trữ trong điều kiện đặc biệt. Rượu vang cũng khác với các rượu cao độ khác như: Rin: sản xuất bằng ngô hoặc một số ngũ cốc. Vodka: được sản xuất từ khoai tây hoặc một số ngũ cốc. Rhum: sản xuất từ rỉ đường ( Cuba ). Và cũng được tiến hành chưng cất như các rượu trên. Rượu Liquor có điểm khác biệt là nó được pha chế từ cồn chưng cất và các loại dịch nước quả ngâm đường.[1.3] 2.3. Tiêu chuẩn chất lượng vang 2.3.1. Tiêu chuẩn hoá lý Là chỉ tiêu phân tích định lượng đối với một số thành phần cơ bản có trong vang thành phẩm làm cơ sở để xác định chất lượng của từng loại vang và được quy định ở bảng sau: Bảng 3: Tiêu chuẩn hoá lý của rượu vang Stt Loại Vang Hàm lượng etylic ( %V) Hàm lượng đường (g/100ml) Hàm lượng acid theo acid malic (g/l) 1 Vang khô 9 – 14 < 0,3 5 – 7 2 Vang nửa khô 9 – 14 0,5 – 2,5 5 – 7 3 Vang nửa ngọt 9 – 12 3 – 5 5 – 7 4 Vang ngọt 13 – 14 14 – 15 5 – 7 5 Vang tráng miệng 14 – 17 10 – 16 5 – 7 6 Vang gas ( nhân tạo ) 10 – 12 0,5 – 8 5 – 7 7 Vang gas ( tự nhiên ) 11 – 13 0,5 – 8 5 – 7 8 Vang nặng 17 – 20 6 – 10 5 – 7 Ngoài ra, hàm lượng acid bay hơi ( tính theo acid axetic ) đối với vang trắng ≤ 1,2 g/l, vang hồng ≤ 1,3 g/l, vang đỏ ≤ 1,4 g/l, hàm lượng SO2 tự do ≤ 20 mg/l. Các kim loại nặng: Cu ≤ 4 mg/l, Fe ≤ 10 mg/l, Zn ≤ 5 mg/l, Pb ≤ 0,4 mg/l,.. 2.3.2. Tiêu chuẩn vi sinh vật Không được có các loại vi sinh vật sau: Coliform, E.coli, Samonella, B. cereus.. Đối với vi khuẩn hiếu khí thì £ 100 khuẩn lạc/ml. 2.3.3. Tiêu chuẩn cảm quan Màu sắc đặc trưng của vang đỏ là: màu đỏ, màu lựu, màu đỏ thắm; Vang hồng là màu hồng đến màu đỏ tươi; vang trắng là màu vàng rơm đến vàng ánh. Độ trong: trong ánh không có cặn Hương vị: có vị đặc trưng cho mỗi loại vang nhất định, không có mùi vị lạ. 2.3.4. Thành phần cơ bản của rượu vang Rượu etylic Sản phẩm của quá trình lên men vang chủ yếu là rượu etylic mà vai trò quan trọng của rượu etylic có liên quan rất nhiều tới việc tạo mùi của vang. Ngoài etylic là thành phần chủ yếu ra, trong vang còn có nhiều loại rượu bậc cao khác cũng được hình thành trong quá trình lên men vang như: metylic, izopropinic, izobutilic..Sự có mặt của các loại rượu bậc cao tuy chỉ ở hàm lượng nhỏ nhưng lại có vai trò quan trọng trong việc tham gia các quá trình hình thành mùi thơm đặc trưng cho vang. Axít hữu cơ Thành phần acid hữu cơ có trong vang thành phẩm đều có nguồn gốc từ các loại dịch quả và một phần khác là sản phẩm của quá trình lên men vang. Các acid hữu cơ đóng vai trò quan trọng đối với vị của vang. Sự có mặt của các acid hữu cơ trong sản phẩm có tác dụng rất tốt trong việc duy trì độ pH thấp, có tác dụng ngăn chặn sự xâm nhập của nhiều loại khuẩn vào vang, đồng thời tăng cường sự ổn định của vang. Đường Là nguyên liệu để tạo nên các loại rượu trong quá trình lên men vang, trong quả chín chứa chủ yếu là các loại đường khử: fructoza, glucoza, galactoza.. Trong quá trình lên men rượu, các loại đường khử rất nhanh chóng được nấm men sử dụng để chuyển hoá thành rượu và giải phóng CO2, và các sản phẩm phụ. Các vitamin Hầu hết các vitamin có sẵn trong dịch trái cây sau khi kết thúc lên men đều thấy có trong vang thành phẩm, theo một số tác giả thì nhiều loại vitamin có trong dịch nho không bị phá huỷ mà nó còn được hoàn thiện trong vang thành phẩm. Các axit amin Các acid amin có vai trò quan trọng đối với sự sinh sản và phát triển của nấm men. Ngoài lượng acid amin có sẵn trong dịch quả, quá trình lên men vang cũng tạo thêm một số axit amin đã làm cho vang thành phẩm có hương, vị đặc trưng. Các chất thơm Mùi thơm của vang thành phẩm là do các cấu tử thơm như các loại rượu bậc cao, etylacetat, acetaldehyt, acetic.. tạo ra bởi quá trình lên men, tàng trữ trong những điều kiện thích hợp. Nó có mùi đặc trưng của sản phẩm lên men từ một loại quả nhất định. Các chất khoáng Các chất khoáng như Ca, Mg, Mn, P, Na, K..mặc dù có hàm lượng rất nhỏ phụ thuộc vào từng loại nguyên liệu nhưng nó giữ vai trò quan trọng trong quá trình lên men rượu vang. Các chất khoáng có tác dụng lên sự sinh trưởng và sinh sản của nấm men làm tăng hương vị, giá trị cho rượu vang. 2.4. Hệ vi sinh vật có trong vang Trong môi trường dịch quả trước lên men có chứa nhiều vi sinh vật, chúng sống chủ yếu ở vỏ quả, cành, cuống lá và môi trường xung quanh. Thông qua giai đoạn ép chúng được xâm nhập vào dịch nho, phức hệ vi sinh vật này gồm 70 % nấm mốc, 15 – 20 % nấm men (tham gia chính trong quá trình lên men rượu), còn lại là vi khuẩn. Nước nho có nồng độ axit cao không thuận lợi cho vi sinh vật phát triển, nấm men có tỷ lệ nhỏ trong dịch quả nhưng có khả năng phát triển tốt trong điều kiện thiếu O2. Nên dịch nho là môi trường tốt cho nấm men, các vi sinh vật khác bị ức chế do độ cồn tăng, pH giảm dần trong quá trình lên men. 2.4.1. Nấm men trong sản xuất rượu vang - Nấm men tự nhiên, trên bề mặt quả, trên cành, trên lá.. Các men dại có nhiều trong tự nhiên nhất là những nơi sản xuất rượu. Trên bề mặt quả, đặc biệt là quả chín. Khi phân loại các men tìm thấy ở nước quả lên men tự nhiên, người ta thấy có nhiều loài, nhưng phổ biến hơn cả là một số loài như Saccharomyces ellipsoideus, Kloeckera apiculata. Một vài men sinh màng khác là Schizosaccharomyces pombe có khả năng phân giải axit malic thành axit lactic làm cho rượu có vị chát, ngoài ra còn có Hancelnula, Pichia.. tạo màng trắng trên mặt rượu. Nếu để men dại phát triển tự nhiên thì quá trình lên men rất khó điều chỉnh và chất lượng rượu thu được không ổn định, lên men tự nhiên thường có độ cồn không cao, nhỏ hơn 10 % theo thể tích và rất dễ bị nhiễm. Khi nền công nghiệp ngày càng phát triển mạnh thì con người đã có những biện pháp cần thiết để diệt men dại, thay vào đó là men nuôi cấy thuần chủng, với những ưu điểm cao, nhất định sẽ giúp cho quá trình chế biến rượu vang đem lại hiệu quả và chất lượng cao. - Men nuôi cấy thuần chủng Men nuôi cấy thuần chủng có các ưu điểm là lên men nhanh, cho độ cồn cao, vang thu được có hương vị thanh khiết hơn, màu sắc đẹp, dễ lắng và dễ tách cặn men. Do vậy việc sử dụng các chủng thuần khiết trong ngành công nghiệp lên men nói chung và lên men rượu vang nói riêng đã được áp dụng nhiều nơi trên thế giới từ lâu. Những chủng nấm men thuần khiết thường dùng lên men rượu vang là Saccharomyces Vini, S. cerevisiae, S. ovifomis, S. chevalieri.. - Các yêu cầu chọn chủng nấm men trong sản xuất rượu vang Nấm men có thể sử dụng trong sản xuất rượu vang rất phong phú và đa dạng. Do đó khi sản xuất cần tiến hành tuyển chọn chủng phù hợp nhằm đạt được hiệu quả vao và chất lượng rượu tốt, để chọn chủng hoàn toàn thích hợp, người ta cấy chủng đó trên môi trường dịch quả định dùng và đánh giá các chỉ tiêu sau. Có thể lên men tốt trong môi trường có nồng độ đường cao, cho độ cồn cao. Có thể lên men kiệt đường. Chịu được độ cồn cao, lên men tốt trong những khoảng pH nhất định. Có khả năng kết lắng tốt, làm trong rượu nhanh. Tạo cho rượu hương vị thơm ngon, không nhiễm mùi lạ, không tạo váng trên bề mặt rượu. 2.4.2. Vi khuẩn Trong dịch nho cũng như trong rượu vang có rất nhiều vi khuẩn. Những loại này có tác dụng cải tạo hương vị cho rượu vang hoặc làm xấu đi hương vị, thậm trí làm hỏng rượu vang. Ví dụ loài Sherry beticus có tác dụng tạo hương vị cho vang, hay đặc biệt là loại Leuconostoc oenos chúng thúc đẩy quá trình lên men malolactic để chuyển axit malic thành axit lactic làm giảm pH và cải thiện hương vị của rượu vang. Nhưng lại có những loài như Lactobaccillus trichodes làm cho rượu vang có mùi khó chịu.., do đó chúng ta phải tìm cách phát triển các loại vi khuẩn có lợi như tạo môi trường thuận lợi cho chúng phát triển, tốt hơn có thể cấy chủng thuần khiết trong quá trình lên men; cũng như hạn chế sự phát triển các vi khuẩn có hại bằng cách xông SO2, tạo môi trường có pH thấp..[1.9] Bảng 4. Vai trò của một số vi sinh vật trong sản xuất rượu vang Vi sinh vật Vai trò Hiệu quả biến đổi hoá lý S. cerevisiae - Lên men rượu chính. - CO2 hoá rượu vang có ga bằng lên men thứ cấp. - Làm vẩn đục rượu vang ngọt - Chuyển hoá glucoza, fructoza thành etanol và CO2. Podiococcus Leuconostoc Lactobaccillus - Tham gia lên men malolactic. - Làm giàu hương vị. - Chuyển hoá axit malic. thành axit lactic và CO2. Hệ nấm men Sherry S. beticus S. armenti S. cheresieusis - Tạo hương vị cho vang. - Phát triển thành lớp bề mặt dày. - Tạo hương Sherry. - Chuyển hoá etanol thành axetandehit. Botryliscinerea Sinh trưởng trên bề mặt quả nho, dùng sản xuất rượu vang ngọt. - Làm khô quả nho. - Axit malic bị oxh thành CO2 + H2O. - Tạo hương và mầu cho rượu vang. Vi khuẩn axetic và các nấm men tạo màng Làm hỏng rượu vang do tiếp xúc với không khí. - Chuyển hoá etanol thành axit axetic và CO2. Vi khuẩn lactic Lactobaccillus trichodes Làm hỏng rượu vang trong quá trình yếm khí. - Tạo mùi hôi chuột. 2.5. Quá trình lên men rượu vang 2.5.1. Sự lên men tạo rượu Lên men đường là quá trình chuyển hoá đường thành rượu etylic, khí CO2 dưới tác dụng của hệ enzym vi sinh vật, ở đây nấm men đóng vai trò tác nhân chuyển hoá rượu. Trước hết, các đường phức tạp có trong dịch quả được thuỷ phân thành các đường đơn giản như glucoza, fructoza, maltoza, galactoza.. trong đó glucoza và fructoza là hai loại đường dễ đồng hoá nhất. Trong dịch quả tươi có chứa nhiều loại đường nhưng khi đưa vào lên men, người ta bổ sung đường đến nồng độ yêu cầu. Còn đối với siro dịch quả ngâm đường, trước khi đưa vào lên men, cần được pha loãng đến nồng độ như ý muốn. Như vậy thì trong dịch lên men đều chứa cả đường đơn giản và phức tạp. Đường phức tạp ở đây chủ yếu là saccaroza, khi bắt đầu lên men dưới tác dụng của enzym invectaza, đầu tiên đường saccaroza bị thuỷ phân thành đường glucoza và fructoza. Cơ chế phản ứng của sự lên men rất phức tạp, bao gồm một chuỗi các phản ứng photphorit hoá monosacarit. Phản ứng photphorit hóa thực hiện nhờ có sự tham gia của enzym kinaza và chất nhường gốc phốt phát là ATP. Tiếp sau đó nó đi qua một loạt các quá trình như cắt đôi mạch fructozo 1-6 diphotphat, oxy hoá 3-photphoglyxaldehit và sau đó tạo thành axetaldehit. Đến giai đoạn cuối nhờ xúc tác của enzym alcoldehydrogenaza, axetaldehit bị biến đổi thành etanol và CO2. Có thể tóm tắt các giai đoạn bằng một phương trình do Gay – Lussac đưa ra năm 1810, bởi quá trình biến đổi đường thành rượu. C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO2 2.5.2. Sự tạo thành các sản phẩm phụ Trong quá trình lên men rượu vang người ta nhận thấy rằng, cùng với sự tạo thành etanol và CO2 còn xuất hiện nhiều hợp chất khác tạo hương vị cho rượu vang. Theo R. Dupui thì khi lên men 180 g đường tạo thành 83,6 g CO2; 87,4 g C2H5OH; 0,4 g dầu fuzen; 6 g glycerin; 0,3 g axit lactic và 0,1 g axetaldehit. Sau đó, nhiều nhà nghiên cứu nhận thấy ngoài các sản phẩm trên, trong quá trình lên men còn xuất hiện nhiều sản phẩm khác như axit axetic, axit pyruvic, axeton, diaxetyl, rượu bậc cao, các este.. và nhiều chất khác nữa. Những chất này có vai trò khá quan trọng trong việc hình thành hương thơm và vị cho vang. Bằng phương pháp sắc ký, người ta xác định được hơn 50 chất khác nhau nhưng phần lớn được xếp theo 4 nhóm chính là: axit, este, andehit và rượu cao phân tử. Mặc dù các nhà khoa học đã dày công nghiên cứu nhưng có nhiều cơ chế tạo thành một số sản phẩm phụ bên trong rượu vang còn chưa được giải thích rõ ràng. Quan hệ giữa các sản phẩm bậc hai được biểu diễn qua phương trình: Q ³ 5.s + 2.y + a + b + ax + p + 9x Trong đó: G: là glycerin b: 2,3 butylenglycol s: axit suxinic x: axit xitric a: axetaldehit p: axit pyruvic 2.5.3. Quá trình lên men malolactic trong sản xuất rượu vang Lên men malolactic là một yếu tố quan trọng đối với vang đỏ và đối với các loại vang sản xuất từ nho trồng ở những nơi có vùng khí hậu lạnh. Lên men malolactic đó là quá trình chuyển hoá axit L-malic ( loại axit có vị chua gắt ) thành axit L-lactic, axit xitric có trong dịch quả cũng được chuyển hoá thành các este bay hơi, etylaxetat, etyl lactat; 2,3 - butanediol và một số chất tạo hương thơm đặc trưng cho vang. Những điểm thuận lợi của quá trình lên men malolactic. Giảm độ chua của rượu vang (tăng độ pH). Cải thiện hương vị Hương vị của rượu vang một phần bắt nguồn từ nguyên liệu và một phần bắt nguồn từ các sản phẩm hình thành trong quá trình lên men bởi nấm men và vi khuẩn mà quá trình tạo các este bay hơi, các rượu bậc cao..là quan trọng nhất. Tăng độ bền sinh học Do các chất dinh dưỡng có trong rượu vang bị vi khuẩn sử dụng và chuyển hoá axit malic, xitric thành các sản phẩm khác làm cạn kiệt thức ăn của các vi khuẩn khác. Nhưng cũng có một số mặt không lợi của quá trình này như biến đổi cảm quan, thay đổi màu sắc và sự tạo thành các amin tạo cho vang có mùi lạ. Quá trình lên men malolactic thích hợp ở to = 15 – 20oC. pH(opt) = 3,2 – 3,8 nồng độ SO2 duy trì 30 mg/l nồng độ etylic < 15 % V Tiếp giống vi khuẩn vào ngày thứ 9 là tốt nhất. 2.5.4. Quá trình lắng trong và trữ rượu vang Thường ở các vùng trồng nho, người ta có thể uống nước nho và vang ở mọi thời điểm: uống nước nho khi chế biến quả với độ ngọt nguyên sơ, uống vang một vài ngày sau khi lên men chính khởi động lúc này CO2 đang sủi tăm mạnh, uống vang sau khi kết thúc lên men chính. Tuy nhiên, nếu đóng chai thì vang phải đáp ứng những đòi hỏi cao hơn, ít nhất về mặt ngoại hình như vang phải trong vắt, không bị lắng cặn.. để đáp ứng được những yêu cầu trên có thể áp dụng nhiều biện pháp. Lắng cặn: Ở đây người ta để cho phần trong (sau khi đã tách nấm men và cặn bã) chảy sang một thùng khác, để cho việc này diễn ra dễ dàng, người ta bố trí các van xả ở nhiều vị trí khác nhau dọc theo thân thùng. Nếu muốn cho vang hoàn toàn “ khô ” thì trước khi xả cặn nấm men, người ta phải tiến hành toàn bộ quá trình kiểm tra xem toàn bộ đường khử đã được chuyển hoá thành cồn và CO2 chưa. Nếu chưa thì chưa được tách nấm men mà còn thậm chí phải khuấy đảo đôi lần cho tới khi toàn bộ đường khử đã được lên men hết. Ngược lại, nếu muốn để lại một lượng đường dư nào đó thì phải tách nấm men sớm. Những loại vang như vậy còn được diệt trùng bằng cách lọc qua lớp lọc vô trùng, sau đó đem thanh trùng bằng nhiệt. Sau khi tách bỏ nấm men, người ta tiến hành tàng trữ trong bồn gỗ hoặc thùng inoc. Ly tâm: qua máy ly tâm vang được làm trong nhanh chóng, nhưng phương pháp ly tâm thường dùng để làm sơ bộ dịch quả hoặc làm trong vang non đang còn nhiều tế bào nấm men, phương pháp này không để làm trong vang sau giai đoạn tàng trữ. Quá trình trữ rượu vang Thực chất quá trình trữ vang là quá trình lên men với tốc độ chậm và cường độ chậm nhằm thuỷ phân nốt lượng đường còn sót lại. Quá trình này song song với sự lên men malolactic để giảm độ chua sinh lý và tăng hương vị cho vang, sau đó là quá trình kết lắng pectin, protein.. Quá trình này quyết định lớn đến chất lượng của sản phẩm sau này và nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thời gian, nhiệt độ, hàm lượng oxy, dịch quả được lên men, và ứng dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật trong lên men rượu vang..Nếu nhiệt độ trữ cao thì làm cho tốc độ phản ứng nhanh kèm theo đó là các phản ứng tạo amin, ete gây mùi lạ cho vang đồng thời làm cho quá trình kết lắng giảm dẫn đến khó gạn và lọc trong vang. Nhiệt độ thích hợp cho việc tàng trữ rượu vang ở giai đoạn đầu là 10 – 15o C để quá trình lên men malolactic diễn ra thuận lợi, sau đó vang được đưa xuống các hầm rượu để tàng trữ. 2.5.5. Quá trình làm trong và ổn định rượu vang Rượu vang là một dung dịch sinh học khá phức tạp trong đó chứa nước, rượu etylic, axit hữu cơ, các muối của chúng, đường, protit, chất màu, chất chát, hợp chất pectin và nhiều thành phần khác nữa. Rượu vang sau khi lên men rất đục do các cặn nhỏ ( tế bào nấm men, xác vi khuẩn, hạt kết tủa, tinh thể muối tactrat, mẩu vỏ quả, thịt quả..). Các pha rắn phân tán này dần lắng xuống đáy thùng, nếu để lắng tự nhiên thì rượu rất trong nhưng thời gian rất lâu thậm chí lên đến hàng chục năm. Các dạng đục và lắng cặn - Đục sinh học: gây ra bởi sự phát triển của nấm men, xác vi khuẩn còn sót lại. Nếu bị đục do vi khuẩn thì rất khó làm trong bởi vì nó là dạng đục phân tử, tuy nhiên có thể áp dụng một số biện pháp để hạn chế dạng đục này như sục khí SO2, điều chỉnh độ acid, điều chỉnh quá trình yếm khí. - Đục hoá lý: do sự phân rã của các protein. Protein của nước quả bị tiêu huỷ một phần bởi con men, một phần nữa là bị các chất tanin làm kết bông, nhưng vẫn còn ở trong rượu trẻ. Nếu nhiệt độ tăng cao, lượng oxy quá thừa, và nếu lượng tanin tăng lên (đựng trong thùng gỗ sồi ) gây ra kết bông protein dưới dạng những vẩn đục màu trắng, xử lý tốt nhất là đun rượu nóng đến 70 – 80 oC, rồi để nguội, sau đó lọc qua bentonit. - Đục hoá học: do quá trình oxy hoá- khử xảy ra trong rượu vang, rượu sau khi lọc được 1 - 2 ngày thì bị đục, nguyên nhân chủ yếu là do Fe. Nếu trong rượu có từ 12 – 25 mg/l Fe tổng cộng, trong vang lại có sẵn photphat, khi rượu tiếp xúc với không khí hai yếu tố này phản ứng với nhau thành feric photphat không hoà tan được, có màu trắng ở vang trắng, màu xanh hoặc đen ở vang đỏ. Biện pháp khắc phục có thể bổ sung vào rượu 30 mg/l acid citric hoặc 50 mg/l acid vinic để tạo kết tủa rồi lọc. - Đục hoá sinh: trong nước quả thường có các men oxydaza hay polifenola oxydaza oxy hoá các chất polifenola làm cho polifenola chuyển màu rượu bị đục. Ngay khi bắt đầu lên men rượu, oxydaza đã hoạt động nhưng bị cản trở vì môi trường lên men rượu là môi trường khử oxy. Suốt quá trình gạn cặn, sau khi lên men xong, để chống oxy hoá người ta luôn giữ rượu vang trong trạng thái thiếu oxy nên men oxydaza vẫn tồn tại và làm đục và mất màu ở giai đoạn chín. Để khắc phục có thể xông khí SO2 hoặc xử lý nhiệt 60 – 70oC. - Kết tủa chất màu: Chất màu trong vang đỏ một phần ở dạng keo. Gặp lạnh các chất keo này bị kết tủa thành cặn màu đỏ sẫm. Tác hại: màu đỏ giảm đi khoảng 10 – 20% . - Kết tủa khác: Một số các chất muối khác có thể bị kết tủa trong rượu, ví dụ kali bitartrat, canxi tartrat khi độ cồn tăng lên và nhiệt độ hạ thấp. Các chất trợ lắng và kỹ thuật lắng trong Chất trợ lắng là những chất bổ sung vào rượu vang nó tạo kiểu màng nhầy kết lắng và kéo theo các phân tử li ti trong rượu lắng xuống (do hấp thụ các phần tử gây đục), làm cho rượu trở lên trong. Các chất trợ lắng thường sử dụng trong sản xuất rượu vang là: gelatin, bột bong bóng cá, lòng trắng trứng, casein, tanin, bentonit. Các chất trợ lắng hữu cơ Gelatin: là bột xương, sừng và móng động vật. Gelatin thương mại là chất bột không màu ( có thể vàng nhạt ), không mùi. Chức năng chính là kết tủa các hợp chất tanin. Dùng làm trong rượu vang trắng, rất có công hiệu đối với rượu vang đỏ. Bột bong bóng cá: dùng để lắng các phần tử rất bé Thường sử dụng trong sản xuất rượu vang trắng, sâmpanh. Liều dùng: 1,2 – 2,5 g/hl. Các chất trợ lắng vô cơ Bentonit: lần đầu tiên được phát hiện ở thành phố Benton ( Mỹ ), công thức Al2O3.SiO2.nH2O. Bột Bentonit khi ngâm với nước thì trương nở và có thể hấp phụ các phần tử bé li ti. Kỹ thuật lắng trong bằng Bentonit Xác định rượu vang có chứa nhiều protein không, nếu nhiều thì dùng Bentonit, còn không thì sử dụng chất trợ lắng khác. Lấy 20 – 200 g/hl Bentonit hoà vào rượu và đánh thành huyền phù. Bơm và khuấy đều Bentonit vào thùng rượu. Để sau 10 – 15 ngày thì đem lọc.[1.3] Các phản ứng tham gia vào quá trình ổn định chất lượng rượu vang Trong quá trình tàng trữ, có một số phản ứng làm các chất trong rượu vang thay đổi và đồng thời cũng làm cho rượu vang ổn định hơn như: Các phản ứng este hoá làm giảm các este không bay hơi đồng thời làm tăng lượng este bay hơi. Lên men malolactic, sự chuyển hoá axit xitric, do kết tủa tactrat..làm màu sắc và hương vị của vang được cải thiện đáng kể.[1.9] Các loại phản ứng Cơ chất tham gia phản ứng Sản phẩm tạo thành Oxi hoá-khử sinh học Phênol hợp chất chứa nitơ gluxit, axit hữu cơ rượu và andehit andehit quinon axit Este hoá axit + rượu este Melanoidin hợp chất chứa nitơ hợp chất cacbonyl andehit, rượu melanoidin Thuỷ phân Protein Gluxit peptit, axit amin, đường Ngưng tụ hợp chất chứa nitơ hợp chất phenol tanat tanin 2.5.6. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men rượu vang Ảnh hưởng của hàm lượng đường Đường là nguồn cung cấp năng lượng và cacbon cho hoạt động sống của nấm men. Quan trọng hơn nữa đường còn là cơ chất để nấm men sử dụng và chuyển hoá thành rượu etylic, CO2 và một số sản phẩm phụ. Trong các loại đường thì dạng glucoza và fructoza là thích hợp nhất vì nấm men dễ đồng hoá, nhưng đường trong dịch quả không nhiều do vậy mà ta cần bổ sung thêm đường saccaroza đến nồng độ thích hợp. Hàm lượng đường thích hợp cho quá trình lên men rượu vang 12 – 22%, còn ở hàm lượng 25 % thì ức chế quá trình lên men. Nồng độ đường thấp sẽ giúp nấm men sinh trưởng dễ dàng, do đó khi tiến hành nhân giống nấm men thì nồng độ đường khoảng 8 – 11%. Ảnh hưởng của nồng độ cồn Rượu là sản phẩm chính của quá trình lên men, nhưng khi nồng độ cồn được tích tụ tăng dần trong quá trình lên men sẽ ức chế hoạt động của nấm men nên cũng sẽ ảnh hưởng đến quá trình lên men của rượu vang. Khả năng lên men và chịu được nồng độ cồn cao của các loại là khác nhau. Ví dụ: Các giống Saccharomyces có thể chịu được nồng độ cồn 9 – 12%V, lên men có thể đạt được 14 – 16 %V. Nhưng một số chủng lại chịu được nồng độ cồn thấp như Hasenula, Kloeckera apiculata có khả năng lên men từ 4 – 5 độ rượu.. Ảnh hưởng của nhiệt độ Nhiệt độ lên men có ảnh hưởng lớn đến tốc độ lên men, độ cồn đạt được và sự tạo thành các sản phẩm phụ, do đó ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Nhiệt độ thích hợp tuỳ thuộc vào mỗi loại chủng men và phụ thuộc vào giai đoạn sinh trưởng của nấm men, qua nhiều công trình nghiên cứu sản xuất rượu vang thì nhiệt độ thích hợp 20 – 30oC. Ở nhiệt độ thấp nấm men sinh sản chậm, thời gian lên men kéo dài nhưng tác dụng giữ hương rất tốt và hạn chế sự nhiễm khuẩn. Nếu lên men ở nhiệt độ cao nấm men sinh sản nhanh, thời gian lên men ngắn, khả năng nhiễm khuẩn cao và hương thơm tạo rượu không hài hoà. Ảnh hưởng của pH Độ pH cũng là một trong các yếu tố gây ảnh hưởng đến hoạt động của nấm men, pH tối thích cho hoạt động của nấm men là 4 – 6. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng khoảng pH thích hợp cho lên men rượu vang là 2,8 – 4,2; để điều chỉ về giá trị pH của dịch lên men người ta có thể bổ sung axit tartric, axit xitric, NaHCO3. Trong khoảng này nấm men vẫn hoạt động tốt nhưng tạp khuẩn bị ức chế. Ảnh hưởng của nguồn nitơ Nguồn nitơ có vai trò quan trọng đối với sự sinh trưởng và hoạt động của nấm men. Trong giai đoạn nhân giống, nấm men cần đầy đủ chất dinh dưỡng để phát triển. Ở nhiều dịch nước quả nguồn nitơ đủ để nấm men phát triển, tuy nhiên ở giai đoạn nhân giống người ta vẫn bổ sung thêm nguồn nitơ như: lizin, arginin hoặc (NH4)2SO4 ở nồng độ 0,6% để kích thích sự phát triển của nấm men. Từ đó nấm men sử dụng nguồn nitơ để tổng hợp các axit amin và cần thiết cho các hoạt động của nó. Nếu hàm lượng nitơ trong môi trường quá cao sẽ gây ảnh hưởng đến chất lượng của rượu vì nó tạo ra nhiều sản phẩm không mong muốn như histein. Ảnh hưởng của nồng độ oxy hoà tan Lên men rượu là một quá trình yếm khí nhưng ở giai đoạn đầu, tế bào nấm men cần oxy để sinh trưởng và phát triển số lượng tế bào. Nếu lượng oxy cung cấp không đủ phát triển số tế bào thì sẽ ảnh hưởng đến khả năng lên men và tạo ra độ cồn thấp. Ở giai đoạn sau, nấm men có thể lên men ở điều kiện thiếu oxy là vì trong tế bào nấm men có những chất chứa peroxyt có thể nhường lại oxy cho tế bào nấm men. Nếu tăng oxy ở giai đoạn sau hiệu suất giảm, đồng thời rượu vang sẽ tạo nhiều andehit, rượu bậc cao..làm giảm chất lượng của sản phẩm. Ảnh hưởng của các yếu tố khác Ngoài các yếu tố nêu trên, nấm men còn chịu ảnh hưởng của một vài yếu tố khác có mặt trong quá trình lên men. Chất khoáng: chất khoáng rất cần thiết cho nấm men nhất là trong giai đoạn tăng sinh khối. Thường chất lượng quả không được đồng đều, nên người ta thường bổ sung các chất khoáng từ ngoài vào như: KH2PO4, MgSO4, NaCl..nhưng với hàm lượng nhỏ đủ cho nhu cầu hoạt động của nấm men. Chất kích thích sinh trưởng: Người ta có thể bổ sung biotin, các vitamin..để kích thích cho nấm men phát triển. Các chất ức chế: các sản phẩm phụ trung gian xuất hiện trong quá trình lên men nếu được tích tụ dần có thể ức chế hoạt động của nấm men. Sự khuếch tán của CO2 vào dịch lên men gây kìm hãm sự trao đổi chất. Nếu có mặt của các chất sát trùng như SO2, axit sorbic với lượng lớn cũng kìm hãm hoạt động của nấm men. 2.5.7.Các bệnh do vi sinh vật gây ra làm hỏng rượu vang Bệnh do nấm men - Bệnh lên men phụ và hiện tượng đục nấm men Đối với những vang có độ cồn dưới 13 %v/v và đường sót trên 3 g/l mà tàng trữ ở nhiệt độ trên 9oC thì các tế bào nấm men còn sót đang ở trạng thái nghỉ sẽ bắt đầu hoạt động trở lại. Vang như thế sẽ rơi vào tình trạng lên men phụ nhanh chóng và xuất hiện những cặn, cục nhỏ màu nâu trắng mà người ta thường gọi là hiện tượng đục nấm men, hiện tượng này sẽ phát triển và tạo thành những mảng bẩn nằm ở đáy chai đối với vang đã đóng chai. Nếu vang có độ cồn thấp và đường sót cao mà đóng chai ở điều kiện không vô trùng thì nấm men sẽ phát triển và lên men, tạo ra nhiều CO2 có thể làm bật nút chai. Các biện pháp khắc phục: trút vang ra khỏi chai và sử dụng phương pháp diệt nấm men bằng nhiệt đến khi lên men phụ kết thúc và cặn nấm men đã kết lắng hết, sau đó đưa tàng trữ và pha đấu với vang có chất lượng tốt. Để phòng ngừa bệnh này ta phải đóng chai dưới điều kiện vô trùng với những loại vang có độ cồn thấp và lượng đường sót cao hoặc tạo vang có nồng độ cồn trên 13 %v/v. - Bệnh váng nấm men Nếu vang có độ cồn thấp hơn 12 %v/v mà tàng trữ trong thùng gỗ không nút kín hoặc chai ở tư thế thẳng đứng, thì thường có một lớp màng tròn màu trắng ở trên bề mặt của vang do các nấm men tạo váng gây nên Để phòng tránh bệnh này ta cho vang vào đầy thùng tàng trữ và đậy kín. Đối với vang chai bảo quản ở thế nằm ngang hoặc xông SO2 nồng độ tự do cao. Bệnh do vi khuẩn gây lên - Bệnh vang dính: khi rót rượu ra cốc vang không chảy đều, lỏng như nước mà dính như có hồ nếp. Đó là khuẩn lactic gây lên nhất là loại Leuconostoc, trong những điều kiện nhất định tiết ra quanh mình một loại đường riêng gọi là dextran. Bệnh này thường kéo theo bệnh chua tatric và bệnh vang đắng. Cách chữa lên men rượu vang xong nên thêm SO2 tiệt trùng. - Bệnh chua lactic: xảy ra khi trong rượu vang còn lại đường khử, chưa chuyển hết thành rượu. Đường khử bị khuẩn lactic phá huỷ chuyển thành đường manit và acid bay hơi, gây một mùi chua khó chịu. Là một bệnh phổ biến của rượu vang, xảy ra khi quả quá ngọt hoặc cho thêm nhiều đường. Cách chữa: loại bớt khuẩn ngay từ đầu bằng cách lọc kỹ nước quả, gạn cặn kỹ. Thêm SO2 và nhất là tạo điều kiện cho Saccharomyces hoạt động tốt. - Bệnh chua tartaric: xảy ra khi vi khuẩn lactic phá huỷ acid tartaric làm cho rượu đục, sinh nhiều CO2, rượu chuyển màu nâu, có vị nhạt.. cách chữa dùng SO2 xông để diệt khuẩn lactic hoặc dùng nhiệt để xử lý. - Bệnh vang đắng: xảy ra khi men lactic phá huỷ glycerin biến đổi thành acrolein, chất acrolein hình thành tác dụng với tanin tạo chất có vị đắng. Rượu trở thành chua, có vị đắng chữa bằng cách xông SO2 để diệt vi khuẩn latic. - Bệnh khuẩn giấm: rượu vang để tiếp xúc rộng rãi với không khí chỉ sau một vài tuần bị một màng trắng bao phủ: đó là màng giấm. Khuẩn giấm biến cồn etylic thành acid acetic, do đó rượu vang có mùi giấm. Một phần nhỏ acid acetic lại hợp với rượu etylic biến thành ester etylacetat và chất này có mùi chua gắt, khó chịu hơn cả dấm. Người ta nếm rượu căn cứ vào mùi etylacetat để đánh giá rượu vang có bị chua dấm hay không. Khuẩn giấm phát triển mạnh hay yếu phụ thuộc vào các nhân tố sau: Số lượng khuẩn ban đầu, do đó phải tìm cách lọc giữ vệ sinh để giảm khuẩn nhiễm tạp, đồng thời duy trì lượng SO2 tự do thích hợp trong rượu vang. Độ nhiệt ảnh hưởng lớn, ví dụ acid acetic hình thành ở 28oC cao gấp đôi ở 23oC. Độ pH cũng ảnh hưởng lớn, rượu vang càng chua khuẩn giấm càng khó sinh sản, ví dụ dưới pH = 3,2 rất thấy ít xuất hiện khuẩn giấm. Polyphenol – tanin có tác dụng kìm hãm nhẹ sự phát triển của khuẩn giấm. Khuẩn giấm cần nhiều oxy, do vậy giữ rượu vang trong chai, nút kín là cách giữ cho rượu vang tránh bệnh chua giấm.[2.1] 2.5.8. Các lỗi của vang Lỗi về màu sắc Thường lỗi này là vang có màu nâu: vang đỏ và vang trắng khi môi trường lên men không xông SO2 đủ lượng, dưới tác dụng của oxy không khí vang bị biến đổi màu sắc chuyển dần sang màu nâu và xuất hiện hương vị lạ như mùi quả héo. Có thể xử lý bằng cách xông SO2. Lỗi về mùi vị - Mùi trứng thối Lỗi này xảy ra khi một lượng lớn lưu huỳnh (S) đi vào dịch quả hoặc đi vào vang non khi đốt S không đúng phương pháp, hay S dính ở các thiết bị. S bị nấm men khử thành H2S có mùi trứng thối khó chịu. Khắc phục lỗi này bằng cách thông khí và sục SO2. - Vị nhạt và mùi nước tiểu chuột Nếu vang không được xông đủ SO2 hoặc tàng trữ trong thùng gỗ không đầy thì chỉ sau một thời gian ngắn sẽ bị mất mùi và có vị lạ. Nếm thấy nhạt và thường bốc mùi andehit tương tự mùi nước tiểu chuột. Khắc phục bằng cách xông SO2 mạnh, rồi sau đó pha đấu với vang chất lượng cao. - Mùi SO2 Nếu vang bị xông quá nhiều SO2 thì sẽ gây mùi SO2, mùi này có thể át hết mùi chất thơm của rượu vang. Khắc phục lỗi này bằng cách thông khí mạnh để giảm lượng SO2. - Vị mốc, thùng gỗ và nút chai Nếu vang tiếp xúc với các thiết bị bị mốc hoặc chứa trong các thùng gỗ vệ sinh chưa sạch thì có mùi mốc và mùi thùng gỗ. Lỗi này có thể xử lý bằng than hoạt tính sau đó pha đấu với rượu vang tốt. 2.6. Công nghệ sản suất rượu vang 2.6.1. Sơ lược lịch sử ngành sản xuất vang Việt Nam Vang sản xuất từ quả có lẽ chỉ bắt đầu vào những năm nửa sau của thế kỷ 20, vang đầu tiên mang nhãn hiệu “ Thăng Long “ chính thức có mặt trên thị trường nội địa năm 1984, mà nguyên liệu sản xuất lại chính là quả dâu, mơ. Ngay sau khi có mặt trên thị trường, sản phẩm vang của Việt Nam đã được người tiêu dùng đón nhận và những năm tiếp theo ngành sản xuất vang Việt Nam đã phát triển với tốc độ khá nhanh. Theo những kết quả thống kê sơ bộ thì: Năm 1984, duy nhất chỉ có vang “ Thăng Long “ với tổng sản lượng khoảng 10.000 lit/năm. Năm 1985, cũng vẫn chỉ có vang Thăng Long với tổng sản lượng đạt khoảng 30.000 lit/năm. Năm 1986, có thêm vang Hồng Hà, Gia Lâm.. với tổng sản lượng đạt khoảng 100.000 lit/năm. Từ năm 1992 – 1996 đã có thêm vang: Đông Đô, HaBa, Hà Nội, Tây Đô, Hoàn Kiếm.. tổng sản lượng năm 1996 đạt khoảng 7.000.000 lit/năm (vang Thăng Long vẫn dẫn đầu với sản lượng chiếm hơn 90 %). Năm 1997 – 1999: có thêm một số vang Ninh Thuận, Bắc Đô, Hùng Vương, Vang Nho (Viện nghiên cứu Rượu - Bia - Nước giải khát).. tổng sản lượng 8.500.000 lit/năm (trong đó vang Thăng Long chiếm 76 % thị phần ).[1.2] Từ năm 2000 đến nay, theo cơ chế thị trường một số nhãn hiệu mới xuất hiện như vang Vina Wine, vang Mercy, vang Tháp Chàm.. đồng thời một số nhãn hiệu cũng không còn trên thị trường. Tổng sản lượng năm 2002 là 12.500.000 lít/năm. Như vậy ngành sản xuất vang của Việt Nam cũng phát triển khá nhanh do đời sống kinh tế được cải thiện đáng kể người ta đã chuyển dần từ uống rượu cao độ, bia sang uống rượu vang. Nhưng bản thân sản phẩm vang của Việt Nam cũng bộc lộ những nhược điểm về chất lượng sản phẩm và qui trình công nghệ. Hầu hết các cơ sở sản xuất vang của nước ta dùng nguyên liệu để sản xuất vang chủ yếu tập trung ở một số loại quả: dâu, mơ, dứa, táo mèo, mân.. những loại quả này có hàm lượng axit khá cao (8 – 18 g/l), trong khi hàm lượng đường lại thấp (40 – 140 g/l) và dùng biện pháp chiết dịch quả bằng cách ngâm đường nên ảnh hưởng nhiều đến qui trình công nghệ và khó khăn cho việc nghiên cứu nâng cao chất lượng sản phẩm. 2.6.2. Qui trình sản xuất rượu vang trong nước Qua các sơ đồ ta thấy phương pháp ngâm đường tạo dịch siro lên men rượu vang được sử dụng phổ biến ở Việt Nam từ năm 1996 trở về trước. Cơ sở của phương pháp này là lợi dụng sự chênh lệch về áp suất thẩm thấu của dịch trong quả và dịch đường ngoài quả, phương pháp này có những ưu điểm như sau: Trong sản xuất không phải lúc nào dịch quả cũng dùng cho lên men ngay, do tính chất thời vụ của các loại quả cho lên người ta bảo quản dịch quả để sản xuất quanh năm. Dịch siro thu được thường có nồng độ chất khô từ 60 – 65oBx, cho nên có thể ức chế được các vi sinh vật và dịch siro này có thể bảo quản ở điều kiện bình thường trong thời gian dài mà không bị biến đổi chất lượng. Tuy nhiên phương pháp này cũng có nhiều nhược điểm mà tiêu biểu là: Dịch siro ( không thông qua ép nho ) nên tính tươi của dịch quả kém, hàm lượng đường cao và khi tạo dịch quả lên men phải pha loãng do vậy thành phần các chất trong dịch giảm đáng kể. Dịch siro đưa vào vang trung bình là 250 g quả/lit, trong khi vang của thế giới đưa vào là 1200 g quả/lit. Bảng 5: so sánh thành phần nho sản xuất rượu vang trên thế giới và nho tỉnh Ninh Thuận [1.5] Thành phần Nho trên thế giới Nho Ninh Thuận Đường tổng 18 – 24oBx 11 – 15oBx Đường khử 17 – 20oBx 10,5oBx Axit tổng 0,67 % 0,42 % pH 3,50 4,30 Tanin 0,2 % 0,125 % Từ kết quả so sánh ở trên ta thấy chất lượng quả nho của Ninh Thuận kém hơn các giống nho trên thế giới chuyên để sản xuất rượu vang về hàm lượng đường, hàm lượng axit, tanin.. và màu của dịch quả. Để nâng cao chất lượng vang của Việt Nam lên tầm khu vực và thế giới thì ngành sản xuất vang của chúng ta cần thực hiện một số vấn đề cơ bản sau: Lựa chọn nguyên liệu sản xuất vang: nho phải đúng chủng loại và có đầu tư nghiên cứu thích đáng cho các giống nho, điều kiện canh tác, dạng đất thích hợp.., để thu được nho đạt tiêu chuẩn và có chất lượng cao.Ví dụ: các giống nho thường dùng sản xuất rượu vang nổi tiếng trên thế giới như: White Riesling, Chardonnay, Chambourcin, Ruby Red, NH.02 – 04. Một số giống được trồng thử tại Ninh Thuận, Bắc Bình Thuận cho năng suất và chất lượng cao như NH.02–04, Ruby Red.. Rút dịch quả bằng máy ép: hiện tại các nước trồng nho trên thế giới thường dùng máy ép có hai trục bằng kim loại hoặc cao su. Những thiết bị hiện đại này được trang bị thêm động cơ điện kèm theo máy sàng. Bằng cách này người ta thu được bột nho nghiền không lẫn cuống và dịch nho ép không lẫn các chất có hại bắt nguồn từ cuống nho. Sử dụng enzym để xử lý các chất pectin: Trong sản xuất rượu vang người ta có thể sử dụng enzym phân cắt các chất pectin, làm giảm độ nhớt của dịch. Vì vậy mà, quá trình lên men và lọc trong rượu vang được tiến hành dễ dàng, tiết kiệm thời gian.. Lựa chọn chủng nấm men thuần khiết: phương pháp sản xuất vang từ chủng nấm men, vi khuẩn thuần khiết có rất nhiều triển vọng như: thời gian lên men nhanh, quá trình lên men không bị dừng ở giữa chừng, hàm lượng đường trong dịch quả được lên men triệt để, nồng độ cồn thu được trong vang cao hơn lên men tự nhiên 0,1 – 1o, vang sáng màu nhanh hơn, có thể cho hương vị thanh khiết hơn. Áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật vào trong sản xuất: Trong khi phần lớn ở châu Âu, nhất là ở Pháp, những qui tắc và truyền thống nặng nề vẫn ngăn cản rất nhiều kỹ thuật mới – sự lên men điều chỉnh vị làm giảm chất ta-nanh trong vỏ nho và làm nhanh quá trình chiết mầu, đảo bộ phận lọc để loại trừ nước, tưới bằng cách nhỏ giọt, xáo trộn nhiều loại nho khác nhau – các nhà sản xuất rượu vang mới không có những e ngại như vậy. Sự rộng mở cho những thử nghiệm và những hứa hẹn để tạo ra những loại vang mới phù hợp với khẩu vị. Để làm được như vậy, những người trồng nho và các nhà buôn rượu vang trên khắp thế giới đang kêu gọi một sự trang bị toàn bộ những thiết bị tinh tế và các kỹ thuật hợp lý đặc biệt như sự lên men điều chỉnh vị, vi ôxi hoá, đảo bộ thẩm thấu, đo quang phổ bằng tia hồng ngoại và máy tính hoá các mô hình trồng nho để làm rượu. Không nơi nào mà những công cụ này lại được áp dụng một cách nhiều đến thế như trong thế giới mới – có thể là vì việc trồng nho không có nhiều sự lựa chọn. Úc đã hiện đại hóa quá trình đóng chai để loại trừ sự làm hỏng mùi vị do "sự lão hóa của nút chai" và làm chủ quá trình tưới nhỏ giọt cung cấp những tia nước chính xác cho một vài những vườn nho khô cằn nhất trên thế giới. Sơđồ1: Quy trình sản xuất vang ở Việt Nam[1.2] Bổ sung hương liệu Lên men phụ, ngấu chín và lắng trong Bổ sung cồn và các nguyên liệu khác Ống giống Giống cấp 1 Giống cấp 2 Xác định đường và acid Pha chế dịch lên men Lên men chính Vang thành phẩm Gạn lọc và đóng chai Giống cấp 3 Lọc lấy dịch quả Ngâm quả với đường ( tỷ lệ 1:1 ) Rửa sạch quả Chọn lọc quả Siro hỗn hợp Siro 1 Bã Siro 2 Bã + Nước Ép Sơ đồ 2: Quy trình sản xuất rượu vang 1996 [1.2] Dịch siro Ngâm đường Rửa sạch Nguyên liệu Lên men phụ 16-20oC Lên men chính 25-30oC Men giống Nhân giống Bổ sung cồn Chuẩn bị dịch lên men Lọc Tàng trữ dưới 10oC Đóng chai Hoàn thiện sản phẩm Chiết dịch thơm Chai rửa sạch Dược thảo Sát khuẩn Sơ đồ 3: Quy trình sản xuất vang trắng ở Mỹ [1.2] Đảm bảo chất lượng Vang thành phẩm Sau 2 – 3 tháng tách cặn và sunfit hoá lại vang Tàng trữ Tách cặn, bổ sung SO2 20 mg/l. Giữ trong 1 tháng Lên men phụ Tách cặn Bổ sung nấm men ở tỷ lệ 0,63 (g) nấm men/100 (g) nho Lên men chính Bổ sung acid tartaric đủ 7% Bổ sung đường đủ 20oBx Sunfit hoá bằng SO2 ( 50 – 120 mg/l ) Làm dập Ép tách nước quả Giữ trong 2 – 18h Bổ sung enzym ở tỷ lệ 0,0315 g enzym/100g nho Khuấy trong enzym Pectin Nho Chương 3: LỰA CHỌN QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU VANG TỪ QUẢ NHO 1. Nguyên liệu để sản xuất rượu vang Nguyên liệu chính để sản xuất rượu vang là nho, nhà máy được xây dựng tại tỉnh Ninh Thuận. Nơi trồng nho có diện tích và sản lượng lớn nhất của Việt Nam. Nho để sản xuất rượu vang thường là nho quả nhỏ nhưng có năng suất cao. Để sản xuất được rượu vang chất lượng cao thì nguồn nguyên liệu đóng góp vào 60 % thành công. Vì vậy yêu cầu chất lượng đối với nho: Nhìn bề ngoài nho có màu vàng hoặc màu tím tuỳ từng chủng loại. Chùm nho không có quả thối, quả bị bệnh; nếu có thì số lượng không đáng kể. Hàm lượng đường trong nho cao 100 – 150 g/l, đồng thời hàm lượng axit trong dịch nho thấp từ 5 – 7 g/l. Để làm được điều này ta ép nho lấy dịch và xác định nồng độ chất tan bằng khúc xạ kế hoặc bằng tỷ trọng kế. Thành phần hoá học của nho: Trong sản xuất rượu vang, thường người ta hái nho theo chùm để tránh hư hỏng quả và gây xấu đến chất lượng của vang sau này. Chùm nho gồm cuống và quả Cuống chiếm 2 – 5 % khối lượng. Quả chiếm 95 – 98 % khối lượng gồm (vỏ quả 7 – 10 %; thịt quả 83 – 91 %; hạt 2 – 6 %). Hàm lượng nước chiếm tương đối lớn: 70 – 80 %. Thành phần chất khô của nho chủ yếu là đường ( saccarozo, fructozo, glucozo..) phần còn lại: Axit vô cơ gồm axit sunfuric, a. clohidric, a. photphoric: 0,3 – 1 %. Axit hữu cơ gồm axit tartaric, axit malic, axit xitric.. 3 – 15 g/l. Các chất khoáng: K2SO4 và CaSO4 0,3 – 1 g/l; NaCl và Na3PO4 0,1 – 0,2 g/l. ( nho để sản xuất vang có hàm lượng khoáng £ 1,75 g/l ) Hợp chất phenol: flavoronol (flavonol, flavon, flavonon, catechin, leucoanthocyanin)Trong đó: Catechin, leucoanthocyanin, flavonon không màu bị oxy hoá chuyển sang màu sẫm. Flavonol, flavon không màu bị oxy hoá chuyển sang màu vàng. Anthocyanin có màu đỏ, xanh, tím phụ thuộc vào pH và nhiệt độ. Enzym gồm oxidore ductaza ( diphenoloxidaza, peroxidaza, cataza..) và hydrolaza ( esteaza, pectinaza ). Vitamin có: vitamin B1 = 0,450 mg/kg; B2 = 0,136 – 92 mg/kg; B6 = 0,16 – 0,53 mg/kg; vitamin C = 2,2 – 4,8 mg/kg; carotenoid = 50 mg/kg; vitamin PP = 3,8 – 6,8 mg/l. Ngoài ra còn có protein, pectin và một số chất thơm. Dựa vào tỷ số giữa đường/axit = k để phân loại nho Nho chua k < 22. Nho có độ chua ngọt hài hoà k = 22 – 32. Nho ngọt k > 32. Chất lượng rượu vang phụ thuộc vào 60 % vào quả nho ( giống, khí hậu, đất trồng ) và 40 % vào công nghệ sản xuất.[1.9] Bảng 6: Thành phần hoá học của nước quả nho ép ( g/l ) [1.1] Thành phần g/l Nước 700 – 780 Đường 100 – 150 Phi đường 22 – 29 Axit 9 – 12 Chất khoáng 2 – 4 Đạm 1 – 2 Tanin 2 Vitamin 1 Chất màu 1 Chất khác 1 2. Nước Trong sản xuất rượu vang không cần sử dụng nhiều nước vì ở đây ta đã chọn nguyên liệu sản xuất chính là nho tươi. Nước dùng cho nhà máy có thể dùng chung với nguồn nước cấp cho khu công nghiệp hoặc dùng nước giếng khoan của nhà máy. 3. Sử dụng chế phẩm enzym Một số enzym thường được sử dụng để phân giải pectin trong dịch quả: Pectinetyl esteraza (Pectinhydrolaza): là các enzym xúc tác sự thuỷ phân liên kết este trong phân tử pectin hoặc axit pectinic, sự thuỷ phân chỉ xảy ra ở liên kết este liền kề với nhóm cacboxyl tự do, cho nên số liên kết este trong phân tử pectin và axit pectinic có thể bị thuỷ phân hoàn toàn hoặc một phần. Polygalacturonaza (Polygalacturoonit-glucanhydrolaza): là các enzym xúc tác sự thuỷ phân liên kết 1 – 4 glucoza trong phân tử pectin. Các enzym của nhóm này có tính đặc hiệu khác nhau (chẳng hạn polymetyl galacturonaza tác dụng chủ yếu lên các este metylic của các axit polygalacturonic). Còn một số enzym khác như Protopectinaza, transelimilaza.. Hầu hết các enzym đều có tác dụng tối ưu trong những điều kiện nhất định của nhiệt độ, pH, bản chất của cơ chất..Nhưng nhìn chung các enzym pectin pectinaza hoạt hoá được trong những điều kiện cơ bản sau: Độ pH thích hợp để phân giải axit pectic trong dịch quả là 3,5 – 4,5. Nhiệt độ thích hợp 45 – 54oC. Thời gian tác dụng 90 – 120 phút. Hoạt động của pectinaza được nâng cao khi có mặt của Ca2+ và Mg2+..pectin có độ nhớt càng thấp thì hiệu quả tác dụng càng tăng. Trong sản xuất vang ta lựa chọn loại enzym giữ được hoạt độ trong điều kiện có cồn ( tới 14 % ) và pH phù hợp của vang (3,0 – 4,0). Các chế phẩm hay được sử dụng trong sản xuất rượu vang là Proteolytic và Petolytic, tên thương mại Pectinex – 3XL ( hãng NOVO – Đan Mạch ) với lượng dùng 0,08 g/l. 4. Sử dụng chất khử trùng Trong công nghệ sản xuất rượu vang, người ta thường dùng SO2 để ức chế sự phát triển của vi sinh vật (trong dịch nó ở dạng axit sunfurơ, axit này hoà tan vào phức chất protein-lipit của tế bào vi sinh vật và làm chết tế bào; ngoài ra SO2 còn cản trở sự hô hấp của vi sinh vật, phản ứng với các chất trung gian của các hoạt động sống của vi sinh vật phá hoại quá trình trao đổi chất ) nhưng nấm men có thể thích ứng và phát triển trong môi trường có SO2, SO2 còn có tác dụng chống oxy hoá vì nó kết hợp với oxy không khí tạo ra các muối sunfat. Ta có thể bổ sung SO2 dạng khí hoặc cũng có thể dùng các loại muối để sinh sản ra SO2, lượng muối các loại dùng tương đương 1 g SO2 là: Kalimetabisunfit ( K2S2O5 ) 2,0 g Natri bisunfit ( KHSO3 ) 1,8 g Canxi bisunfit ( Ca(HSO3)2) 3,1 g Natri bisunfit ( Na2SO3 ) 2,0 g Trong sản xuất vang nho, người ta thấy rằng cho SO2 vào đồng thời với việc nghiền nho thì cho chất lượng vang cao hơn. Một cách nữa để ngăn ngừa các phản ứng oxy hoá là sử dụng thiết bị yếm khí ở dịch hèm bằng cách duy trì lượng CO2 ở phần trống của nho, trước, trong và sau quá trình nghiền. Do đó mà vang thành phẩm không nhhững có màu nhẹ hơn mà còn giữ được độ tươi và mùi thơm của quả. 5. Sử dụng nấm men và vi khuẩn lactic Một số giống nấm men thường dùng trong sản xuất rượu vang ở nước ta: Saccharomyces Vini: giống này chiếm tỷ lệ cao trong nước quả lên men tự nhiên, tới 80 % tổng số các chủng thuộc giống Saccharomyces. Nấm men này sinh ra enzym ngoại bào invertaza có khả năng thuỷ phân đường saccaroza thành glucoza và fructoza. Vì vậy trong dịch lên men ta có thể bổ sung loại đường này. Nấm men này có thể chịu được nồng độ cồn tới 17 – 18 % v/v.Ở giai đoạn cuối lên men, S. vini kết lắng rất nhanh và làm trong rượu dễ dàng. Nó có thể tập hợp các cấu tử bay hơi, các sản phẩm thứ cấp làm cho vang có mùi vị đặc trưng riêng biệt. Chủng này rất được ưa chuộm ở nước ta. Saccharomyces cerevisiae: nấm men này có tế bào hình trứng, ovan, kích thước vào khoảng (3 – 7) x (4 – 12) mm. Khi lên men trong một số trường hợp có thể tạo đến 18 – 20 % cồn theo thể tích. Saccharomyces oviformis: chủng nấm men này thường được tách từ nước quả nho cho lên men tự nhiên. Chúng có khả năng chịu đường cao, chịu nồng độ cồn cao, lên men kiệt đường cho độ cồn cao có khi tơi 18 % theo thể tích. Chủng này hay được dùng để lên men dịch quả có hàm lượng đường cao để chế rượu vang khô cho chất lượng tốt. Một số chủng vi khuẩn lactic thường dùng trong quá trình lên men phụ: Ở nước ta cũng như trên thế giới thường dùng chủng Leuconostoc oenos, nó có khả năng chuyển hoá axit malic ( vị chua gắt ) thành axit lactic ( vị hài hoà ) và chuyển hoá đường glucoza thành etanol, axit lactic, CO2 và axetat. Các điều kiện thích hợp cho leuconostoc oenos phát triển Axit malic là chất cảm ứng cho quá trình lên men malolactic. pH của môi trường thích hợp cho quá trình chuyển hoá axit malic thành axit lactic là 3,2 – 3,8. Đường fructoza có tác dụng kích thích sinh trưởng mạnh vi khuẩn leuconostoc oenos. Axit lactic với hàm lượng ³ 5 g/l sẽ ức chế vi khuẩn lên men malolactic. 6. Các nguyên liệu khác Axit tartaric, CaCO3.. được dùng để điều chỉnh pH = 3,5 – 4 tạo pH tối ưu khi chuẩn bị dịch cho quá trình lên men. Các hoá chất vệ sinh tẩy rửa thiết bị, chai, thùng chứa, đường ống.. thường dùng NaOH, HCl, cloramyl.. và chúng được chứa trong các CIP. Các chất trợ lọc Gelatin: được sử dụng khi vang có nhiều tanin, gelatin là chất chứa protein hoà tan tốt trong vang và tích điện dương. Trong vang có nhiều tanin tích điện âm, kể cả các chất giống với chất mùn màu đen của vang đã bị biến màu nâu. Các chất có điện tích trái dấu sẽ hút nhau, kéo theo cả các chất cặn khác như nấm men, vi khuẩn, protein, thịt quả còn sót và nhanh chóng lắng xuống đáy thiết bị, nhờ vậy vang trong nhanh và vang đỡ chát, đỡ khé cổ hơn do hàm lượng tanin đã giảm đi khá nhiều. Thạch ( Aga aga ): là chất tích điện âm, có thể dùng để sửa chữa sai lầm khi dùng quá liều gelatin. Lượng dùng khoảng 20 – 30 g/100 lit vang. Bentonit: là một loại đất có khả năng trương nở, có thể hấp thụ protein và các hợp chất chứa nitơ và loại chúng ra khỏi vang. Một trong những loại đất đó có tên thương phẩm là “ Deglutan “. Dung dịch KMnO4 và cột bông: để tạo không khí sạch cung cấp O2 cho quá trình lên men ban đầu, không khí sạch thu được bằng cách thổi qua cột nhồi bông sau đó khí được lội qua dung dịch KMnO4. Nguồn nitơ: có thể bổ sung thêm nguồn nitơ cho nấm men phát triển mạnh tăng lượng sinh khối ở giai đoạn đầu, thường dùng ( NH4)2SO4, ( NH4)2HPO4 cho vào xấp xỉ 0,1 – 0,3 g/lit dịch hèm. Màu thực phẩm: sử dụng chất màu Anthoxyanin (đây là chất màu chính của hầu hết các loại quả có màu đỏ ), một lượng lớn chất này được chiết suất từ vỏ nho. 7.Qui trình công nghệ sản xuất rượu vang của nhà máy Nghiền nho Bổ sung enzym Pectinaza 0,2 g/l Nho tươi Chọn lọc, bẻ hoa, cuống.. Dịch quả pH = 3,5 – 4 Tiếp men giống 8 – 10% Lên men chính 28 – 30oC Nuôi lắc 220 vòng/phút, to = 28 – 30oC. Trong 30h Dịch nho, đường ~ 120 g/l. pH = 2,8 – 4,2 Vang non Rửa sạch, để ráo sunfit hoá SO2 200 mg/l Men giống 106 – 108 tế bào/ml Lên men phụ Bổ sung Leuconostoc oenos ~ 106 tb/ml Vang thành phẩm Bổ sung enzym Pectin và Bentonit 2 g/l, trong 5 – 10 ngày thì tách cặn Vang thô tàng trữ 3 – 6 tháng ( tách cặn 2 – 3 lần ) Tàng trữ Đóng chai và box đưa tiêu thụ Thạch nghiêng Bổ sung đường đạt 220 g/l. Axit tartaric đạt 0,7 %, màu thực phẩm, (NH4)2HPO4. Thu lấy dịch Bã nho Lên men bã Một số ưu điểm chính khi lựa chọn qui trình trên Nâng cao chất lượng của rượu vang của Việt Nam lên ngang tầm khu vực và thế giới. Sử dụng nguyên liệu chủ yếu trong nước để sản xuất. Qui trình sản xuất vang nho bao gồm 4 giai đoạn chính Giai đoạn 1: chế biến dịch lên men rượu vang Giai đoạn 2: lên men chính rượu vang Giai đoạn 3: lên men phụ và ủ chín vang Giai đoạn 4: hoàn thiện chất lượng và tiêu thụ sản phẩm Giai đoạn 1: Chế biến dịch lên men Mục tiêu chính của giai đoạn này là chế biến dịch quả và các nguyên liệu khác thành dịch để lên men vang, nên qui trình kỹ thuật của giai đoạn này được tiến hành như sau: chọn những quả nho chín, loại bỏ hết những quả dập nát, bị nhiễm nấm mốc và các loại vi khuẩn khác. Sau đó quả được rửa kỹ bằng nước sạch (theo nguyên tắc bể tràn) nhiều lần, để khô hết nước ở ngoài quả.Nghiền nho đã sạch và khô bằng máy nghiền trục, gom bã và tiếp tục nghiền lại và bổ sung enzym pectinaza ở nhiệt độ tối ưu trong thời gian 100 – 120 phút. Do nho ở Ninh Thuận có thành phần màu, tanin..kém so với nho trên thế giới vì vậy chúng ta cần bổ xung thêm một lượng Anthoxyanin 1 – 2 g/l. Tiến hành sunfit hoá dịch lên men bằng SO2 (dạng K2S2O5 hàm lượng 0,1 – 0,2 g/l), tiếp tục phân tích các chỉ tiêu cơ bản có trong dịch ép và bổ sung thêm đường, axit ( nếu cần ). Sau 2 – 3h thì tiến hành bổ sung nấm men với lượng 10 %v/v ( hoặc 107 tb/ml ). Giai đoạn 2: Lên men rượu vang Đặc trưng quan trọng nhất của giai đoạn này là quá trình chuyển hoá đường thành rượu nhờ xúc tác sinh học là các enzym do nấm men sinh ra, ngoài ra còn có một số quá trình biến đổi của nhiều loại axit hữu cơ, axit amin, vitamin khác nữa. Giống nấm men để sản xuất được nhân giống từ trước trên môi trường nhân giống và để thích nghi với môi trường lên men cho đến khi giống đã đạt yêu cầu về số lượng và chất lượng, thì tiến hành bổ sung nấm men vào dịch lên men (thường từ 8 – 10% ). Tiến hành sục khí oxi (hoặc không khí sạch) vào tank lên men để tăng nồng độ oxi hoà tan trong dịch lên men cho đến khi đạt: 7,5 mg/l, kết hợp cùng với đảo trộn đều nấm men trong dịch lên men. Điều chỉnh nhiệt độ phù hợp cho quá trình lên men vang nho là 28 – 30oC, thường điều chỉnh nhiệt độ bằng các áo làm lạnh bằng dung dịch glycol. Để xác định nhiệt độ chính xác ta dùng nhiệt kế được đưa vào sâu trong tank lên men. Trong suốt quá trình lên men vang phải tiến hành phân tích mẫu và kiểm tra nấm men thường xuyên để điều chỉnh quá trình lên men cho phù hợp và để hạn chế sự thất thoát cồn, hương thơm..Trong quá trình lên men vang, cần thiết phải lên men gần đầy tank và nên giữ áp lực ở mức thấp nhất. Quản lý bã và ép bã nho: một lượng nhỏ bong bóng CO2 được tạo thành trong suốt hoạt động lên men, trong lên men rượu vang đỏ bọt CO2 đi vào vỏ nho, bọt liên kết với vỏ nổi lên trên bề mặt. Một thời gian sau nó tạo ra lớn vỏ, hạt và cuống tích tụ thành lớn dày trên dịch lên men. Khi lớp vỏ dày lên, dịch chảy xuống theo đường mao dẫn và lớp bã vỏ trở lên khô. Lớp vỏ khô có thể tạo điều kiện cho vi khuẩn giấm phát triển và làm hỏng rượu vang, vì vậy để tránh điều này xảy ra. Ta dùng bơm ly tâm bơm dịch tuần hoàn và tưới đều dịch lên lớp bã để cho nó luôn ướt. Khi tỷ trọng kế ở mức không thì người ta tiến hành ép để tách bã nho. Thông thường màu sắc và tanin được tích tụ trong suốt quá trình lên men, nhưng ở ngày thứ tư đến ngày thứ mười là đã đạt cực đại. Cường độ màu của dịch giảm sau 10 ngày và đến ngày thứ 20 thì giảm còn 3/4 so với giá trị cực đại ban đầu, tanin tiếp tục tích tụ cho đến 30 ngày sau. Giai đoạn 3: Lên men phụ và ủ chín vang Nếu rượu vang non có pH thấp, ta hạ nhiệt độ của tank lên men xuống 16 – 20oC và bổ sung một lượng vi khuẩn Lactobacillus hoặc Leuconostoc oenos với lượng khoảng 107 tb/ml (lên men phụ có thể tiến hành sau 9 ngày lên men chính). Mục đích của quá trình lên men phụ là giảm độ chua gắt của vang, và tạo hương thơm cho sản phẩm. Ở đây diễn ra quá trình chuyển hoá axit malic thành axit lactic và một số quá trình tạo tiền chất của hương thơm. Để cho vi khuẩn có thể thích nghi được với điều kiện nồng độ cồn cao ta chọn vi khuẩn có khả năng chịu được nồng độ cồn cao và dùng phương pháp cấy trước, tức là nuôi vi khuẩn trong các môi trường giàu chất dinh dưỡng có bổ sung cồn ở pH khoảng 4,5 trong 5 - 7 ngày để vi khuẩn thích ứng dần rồi sau đó mới đưa vào vang non. Khi cần ức chế quá trình lên men malolactic ta có thể duy trì pH thấp hơn 3,2; giữ nồng độ cồn lớn hơn 10% hoặc điều chỉnh nồng độ SO2 tổng số lớn hơn 50 mg/l. Cuối giai đoạn này, vang được tàng trữ để quá trình chuyển hoá vang non thành vang có độ chín thuần thục được đặc trưng bởi hương, vị của vang. Nhiệt độ vẫn giữ nguyên như giai đoạn lên men malolactic, thời gian tàng trữ ở đây ít nhất là 6 tháng. Sau đó ta áp dụng các biện pháp kỹ thuật tiên tiến như: vi oxy hoá, hoặc ở giai đoạn trước bằng cách lên men điều chỉnh vị.. Việc tách cặn ở đáy tank phải được tiến hành 2 – 3 lần trong suốt thời gian tàng trữ. Giai đoạn 4: hoàn thiện và tiêu thụ sản phẩm Đây là khâu cuối cùng của qui trình công nghệ mà đặc trưng nhất là việc hoàn thiện về chất lượng sản phẩm. Để tăng cường giá trị cảm quan của sản phẩm (nhất là độ trong) cần tiến hành bổ sung chất trợ lắng Bentonit 2 g/l, sau 5 – 10 ngày thì lọc bằng máy lọc (hoặc cột bông) cho đến khi sản phẩm đạt độ trong hoàn thiện. Sau đó, có thể dùng phương pháp điều chỉnh vị hoặc vi oxi hoá để nâng cao chất lượng cho vang. Việc đóng chai và tiêu thụ được tiến hành ngay sau khi lọc vang lần cuối và có sự kết hợp với các phương pháp trên. Thông thường rượu rất có thể bị nhiễm ở khâu đóng chai, vì vậy các yêu cầu vệ sinh ở giai đoạn này phải hết sức nghiêm ngặt.Vang có thể tiếp tục được tàng trữ càng lâu càng tốt nếu quá trình tiêu thụ sản phẩm không đáp ứng kịp thời. 8. Chọn lựa dây chuyền sản xuất 8.1. Chọn máy nghiền nho Dùng máy nghiền trục, có hai trục bằng kim loại. Trong máy nghiền ta trang bị thêm động cơ điện kèm theo máy sàng. Mục đích: máy nghiền trục không làm cuống và hạt bị dập nát và do vậy những chất, vị lạ không tan vào nước nho ép. 8.2. Chọn máy ép Chúng ta có thể ép, lọc bã không cho tiếp xúc với oxy trong những nồi hơi chứa đầy (khí CO2) thay cho oxy hoặc thêm hoá chất vào dịch quả sau khi ép, trước khi lên men thường dùng SO2. Riêng về mặt oxy hoá người ta đã xác định được rằng khi thêm SO2 vào nước quả, tác dụng hút bớt O2 trong dịch quả ít mà chủ yếu làm tê liệt các enzym oxy hoá - khử. Trước khi ép cần bổ sung enzym Pectinaza để tăng hiệu suất chiết dịch và quá trình lọc trong được tiến hành nhanh hơn. Sau khi sunfit hoá dịch nho (bổ sung 400 mg/l SO2), thiết kế nhà máy xây dựng để sản xuất rượu vang đỏ nên bột nho nghiền để một thời gian tạo điều kiện cho quá trình tự lên men nhằm hoà tan các hợp chất màu từ vỏ nhờ sự xuất hiện của cồn. Để đạt được hiệu suất thu hồi dịch quả tốt nhất. Chúng em sử dụng máy ép Willes thuỷ lực kiểu nằm ngang làm việc theo nguyên tắc không cần pittông. Trong trống ép làm bằng hợp kim không gỉ dạng hình trụ đục lỗ và quay được có một cái ống bễ bằng cao su đặt ở chính giữa. Bột nho được đưa vào phần không gian giữa thành trống và ống bễ cao su qua một lỗ đặc biệt trên xilanh. Sau khi đóng lỗ tiếp liệu, trống bắt đầu quay nhờ sự hỗ trợ của môtơ điện, trong khi ống bễ cao su phồng lên nhờ không khí nén và ép nguyên liệu vào thành của trống. Sau khi tháo bỏ khí nén và do trống tiếp tục quay nên nguyên liệu lại nở ra. Quá trình ép và tháo khí được lặp đi, lặp lại vài lần. Sau khi thu được dịch ép thì dịch phải được ly tâm do phần cặn tương đối nhiều. Trung bình 100 kg nho được ép triệt để chúng ta có thể thu được 70 – 80 lit nước nho ép. 8.3. Chọn phương pháp lên men Có thể tiến hành lên men liên tục hoặc gián đoạn, để quá trình lão hoá rượu vang được tốt và đạt hiệu quả kinh tế ở đây em lựa chọn phương pháp lên men liên tục cùng trong cùng 1 tank lên men. Sau khi dịch ép đã bổ sung một số thành phần như đường, axit, sunfit hoá dịch bằng SO2, nguồn nitơ, .. thì chúng ta tiến hành tuần tự các thao tác sau để lên men rượu vang. Loại bớt lượng SO2 dư Do trong quá trình bảo quản lượng SO2 được duy trì ở mức 400 – 1200 mg/l cho nên cần loại bỏ bớt SO2 ra khỏi dịch hèm. Quy trình sử dụng phổ biến và hiệu quả nhất để hạ thấp nồng độ SO2 là làm nóng dịch trước khi sục khí. Do tính chất dễ bay hơi của SO2 và cũng do sự oxy hoá một phần tạo ra axit sunfuaric làm cho hàm lượng SO2 giảm xuống. Cũng có thể dùng phương pháp thổi dòng khí trơ qua dịch hèm, phổ biến nhất là dùng khí nitơ. Điều chỉnh axit Để đảm bảo quá trình lên men tiến hành chính xác với khả năng nhiễm tạp tối thiểu cũng như đảm bảo với đặc tính cảm quan của vang thì điều cần thiết là điều chỉnh độ axit đến mức thích hợp 6 – 8 g/l ( tính theo axit malic ). Trong dịch nho hàm lượng axit 9 – 12 g/l do vậy chúng ta phải tiến hành pha loãng hoặc trung hoà bớt lượng axit. Thường dùng nhất là pha loãng dịch hèm với nước, nước dùng pha loãng phải đáp ứng yêu cầu về chất lượng như uống nước về thành phần hoá học, vi sinh vật. Cũng có thể sử dụng hỗn hợp hèm - nước từ quá trình ép thứ cấp thay cho nước hoặc bổ sung CaCO3. Bổ sung saccaroza Do đặc điểm của phần lớn các loại quả cận đới và nhiệt đới là có hàm lượng đường thấp không đủ để cho nấm men chuyển hoá tới độ cồn cần thiết do đó cần phải bổ sung thêm một lượng đường vào. Lượng đường trong dịch nho 100 – 150 g/l, để lên men dịch hèm lượng đường tổng 200 – 220 g/l nên chúng ta cần bổ sung thêm 80 – 100 g/l đường saccaroza. Đường saccaroza có thể bổ sung trực tiếp hoặc dưới dạng siro, tuy nhiên bổ sung dưới dạng siro làm cho hèm trở lên loãng thêm, lên men dịch hèm có nồng độ đường cao sẽ làm tăng quá mức các axit dễ bay hơi. Bổ sung nitơ và các chất sinh trưởng Hợp chất nitơ cần thiết cho nấm men để nhân thêm lượng tế bào. Vì vậy các muối amon như (NH4)2HPO4 được dùng làm chất dinh dưỡng cho nấm men, lượng dùng 0,1 – 0,3 g/l hèm. Ngoài ra chúng ta còn sử dụng thêm các chất sinh trưởng như: B1, B6 với mỗi loại từ 0,2 – 1 mg/l. Chuẩn bị giống thuần khiết và tiếp giống nấm men Lựa chọn nấm men cho sản xuất rượu vang chúng ta dùng chủng Saccharomyces vini kết hợp với chủng S. ovifomis để tăng tính hiệu quả trong lên men tạo cồn và hương vị cho rượu vang. Bước đầu tiên chúng ta phải tiến hành nhân giống nấm men, nấm men được cấy chuyển ra môi trường nhân giống có các thành phần như sau: Dịch ép nho 1000 ml Đường tổng 160 g/l pH 3,5 – 4,0 Bổ sung thêm nguồn nitơ (NH4)2HPO4 5 – 10 mg/l và một lượng các chất sinh trưởng B1, B6 0,2 – 1 mg/l. Khi đã hoàn tất việc điều chỉnh các thông số của dịch lên men chúng ta bơm dịch vào các tank lên men đã vệ sinh sạch sẽ và điều chỉnh to = 28 – 30oC là điều kiện thích hợp cho nấm men phát triển. Sau khi nhân giống nấm men trong các bình tam giác, dịch nấm men tiếp tục được nhân lên các bình lớn hơn: 1 lit, 10 lit, 20 lit, 50 lit.. dịch nấm men sau khi đạt số lượng 106 – 108 tế bào/ml thì chúng ta bắt đầu tiếp giống từ 8 – 10 % v/v vào các tank lên men đã có dịch hèm. Kế tiếp chúng ta nạp không khí sạch vào các tank lên men sao cho lượng O2 đạt 7 – 7,5 mg/l. Thiết bị lên men là thùng lên men hình trụ thân thiết bị được chế tạo bằng hai lớp vỏ, trong có khoang lạnh để bơm chất tải lạnh đi vào. Nhờ có chất tải lạnh này mà nhiệt độ lên men luôn luôn được ổn định ở mức cần thiết.Thùng có cấu tạo bằng thép ,vỏ dầy chịu được áp lực 3kg /cm2. Phần cuối của thùng có dạng hình côn để nấm men dễ kết lắng. Toàn bộ thân của thùng được bảo ôn bằng các vật liệu cách nhiệt. Lên men chính thường tiến hành từ 7 – 10 ngày, để đánh giá quá trình lên men chính sắp kết thúc hay chưa. Chúng ta phải xác định độ đường trong các tank liên tục (một ngày xác định 2 – 3 lần) bằng các Bôme kế hoặc khúc xạ kế. Sau khi bổ sung nấm men được khoảng 9 – 12 ngày thì ta tiến hành bổ sung ngay một lượng vi khuẩn leuconostoc oenos vào để tiến hành lên men phụ. Phương pháp lên men phụ Lên men phụ chính là quá trình lên men malolactic trong sản xuất rượu vang. Ở đây ta chọn công nghệ lên men hai giai đoạn tức là quá trình lên men rượu và quá trình lên men malolactic được tiến hành vào hai thời điểm riêng biệt. Sau khi lên men rượu kết thúc tiến hành tách cặn và đưa vi khuẩn leuconostoc oenos (là một loại vi khuẩn sinh axit lactic được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp lên men rượu vang vì chúng có khả năng phân giải axit D,L – malic thành axit D,L – lactic cải thiện một cách đáng kể chất lượng của rượu vang) vào thực hiện lên men phụ. Quá trình lên men malolactic thích hợp ở điều kiện Nhiệt độ to = 15 – 20oC pH ( opt ) = 3,2 – 3,8 Nồng độ SO2 duy trì 30 mg/l Nồng độ cồn < 15 % v/v Khi bắt đầu lên men malolactic nồng độ cồn trong vang non khi kết thúc lên men chính khá cao khoảng 12 – 15 %v/v, do đó vi khuẩn cấy vào bị sốc và chết làm chậm đáng kể quá trình lên men malolactic. Để khắc phục được nhược điểm này chúng ta nên tuyển chọn những chủng vi khuẩn có khả năng chịu được nồng độ cồn cao và dùng phương pháp cấy trước ( tức là nuôi vi khuẩn trong môi trường nhân tạo ) giàu chất dinh dưỡng, có bổ sung thêm cồn qua đó có thể khắc phục được tình trạng chết của vi khuẩn một cách đáng kể. Trong sản xuất rượu vang chúng em sử dụng chế phẩm leuconostoc oenos GM lạnh đông và được nhân giống trên môi trường sau: Dịch ép nho 500 – 750 ml Đường tổng số 80 – 120 g/l Độ pH 3,2 – 3,8 Cao nấm men 10 g Rượu etylic 8 – 10 %v/v Nước cất vừa đủ 1000 ml Mục đích: rượu vang đỏ, lên men có xác quả, chứa nhiều tanin hơn rượu vang trắng. Nên yêu cầu phải lên men malolactic biến axit malic thành axit lactic để vị chát của tanin không đối chọi với vị chua cứng của axit malic, vị rượu dịu hơn.[2.2] 8.4. Chọn chất trợ lọc và máy lọc Sau khi thu được vang non, chúng ta bổ sung enzym pectin 0,1 g/l và bentonit 1,5 g/l, để một thời gian tàng trữ và tách cặn thu được vang thô. Lọc sơ bộ vang thô và sau đó dùng máy lọc màng để lọc tinh rồi đóng chai. Máy lọc màng lọc theo nhiều hướng khác nhau, vật liệu lọc là màng nhựa dẻo, mỏng và những miếng nhựa này chứa một số lượng lớn các lỗ nhỏ. Màng lọc giống như một cái sàng. Những mảnh vụn lớn hơn kích thước lỗ được giữ lại ở bề mặt ngoài của màng, còn phần nhỏ hơn đi qua được lỗ. Màng lọc được tạo từ một số loại nhựa gồm polypropylen, cellophane và polyeste. Trong công nghiệp sản xuất rượu vang phần lớn sử dụng 3 loại màng tương ứng với các lỗ 0,65; 0,45; 0,2 µm. Vì màng chỉ hoạt động như một màng ngăn nên màng lọc dễ bị nút kín hoặc tắc, để giảm sự tắc này. Tất cả rượu vang muốn cho lọc qua màng này thì đầu tiên phải cho lọc sơ bộ trước, màng lọc có thể rửa và xúc ngược chiều để loại bỏ các cặn dính vào đó. Màng lọc thường sử dụng để khử trùng rượu vang với kích thước lỗ xốp 0,45 µm có thể loại bỏ được nấm men, vi khuẩn có trong rượu vang. 8.5. Chiết chai Chai ® Rửa chai ® Chiết chai ® Dập nút ® Thanh trùng Chọn loại chai 0.75 l màu xanh hoặc màu nâu, có khả năng hấp thụ một số tia bức xạ ngoài trời để giữ độ trong lâu. Chai phải được sản xuất từ loại thuỷ tinh trong suốt màu nâu sẫm , hoặc màu xanh để tránh tác động của phản ứng quang hoá gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm. Mục đích rửa chai: Diệt hết vi khuẩn, cặn bẩn, kiểm tra chất lượng chai, trước khi đưa vào chiết . Khi rửa chai đi qua các bộ phận của hệ thống máy rửa : Kiểm tra chất lượng chai, rửa lần lượt ở nhiệt độ 35oC, 65oC, 35oC, nước lạnh. Cách tiến hành rửa chai: Ngâm nước nóng 35oC. Ngâm xút 65oC 1.5%, phun xút vào chai, phun nước nóng 65oC. Ngâm nước ấm 35oC. Ngâm nước lạnh 8oC. Sau khi rửa chai song đưa qua bộ phận sấy và qua bộ phận kiểm tra để loại bỏ các chai không đạt yêu cầu, Sau đó chai theo băng chuyền đưa đến bộ phận chiết chai. Một bánh xe hình sao sẽ gạt từng chai một vào đĩa qua pít tông. Trong quá trình chuyển động quay pit tông đẩy chai lên đúng mức và được đầu cao su chụp chặt và chai tiếp tục quay khi qua hết một vòng thì quá trình chiết rượu vang vào chai kết thúc. Giống như máy chiết, máy dập nút chuyển dịch theo một hướng theo khuôn dập và dập từng nút vào miệng chai. Đúng vào thời điểm đó thì píttông lên xuống đóng chặt vào chai. Tốc độ dập nút bằng với tốc độ chiết. Sau giai đoạn dập nút là giai đoạn soi chai bằng máy soi tự động loại bỏ những chai vơi, chai lệch nút, chai không trong hay chưa đạt bất kỳ một tiêu chuẩn nào. Sau đó thì theo băng tải tới máy thanh trùng. Một số yêu cầu của khâu chiết chai, dập nút: Sau khi đã kiểm tra vang thành phẩm về thành phần các chất có trong vang, đảm bảo về chất lượng và có ngoại hình tốt thì ta tiến hành chiết chai và dập nút trên dây chuyền tự động. Yêu cầu các chai, nút và nhãn đưa vào phải đạt tiêu chuẩn như: chai phải được thanh trùng và vệ sinh sạch sẽ; miệng chai không sứt mẻ; nút chai không bị nún, méo. 8.6. Thanh trùng Mục đích: Dưới tác dụng của nhiệt độ 65 - 70oC, trong thời gian từ 15-20 phút, các tế bào nấm men, các vi sinh vật sống bị tiêu diệt hoặc bị làm yếu đi, tăng thời hạn sử dụng và chất lượng cho sản phẩm. Chế độ thanh trùng: Dùng hơi ra nhiệt cho nước, sau đó dùng nước thanh trùng cho rượu vang. Nhiệt độ thanh trùng là 65 - 70oC. Sau khi trung hoà thì làm nguội chai đến nhiệt độ thường và được xì khô bằng khí nén và tiến hành hoàn thiện sản phẩm. 8.7. Dán nhãn và xếp thùng Trước khi dán nhãn phải xì khô và lau sạch chai. Nhãn phải đạt tiêu chuẩn: Ghi tên nhà máy rượu vang sản xuất (ViWine), đăng kí chất lượng, ngày, tháng sản xuất, thời hạn sử dụng do nhà nước cấp. Đặc biệt hình thức nhãn phải được trang trí đẹp, bắt mắt. Chai sau khi dán nhãn được xếp vào thùng đưa vào hầm chứa rượu vang hoặc đưa đến nơi tiêu thụ. Yêu cầu nơi bảo quản rượu vang: Kho hoặc hầm đảm bảo thoáng, sạch, thông gió và chiếu sáng tốt. Không làm ảnh hưởng đến chất lượng rượu vang trong suốt quá trình bảo quản nhiệt độ bảo quản to = 10 – 15oC. Một số yêu cầu đối với đóng thùng, nhập kho và xuất kho: Chai sau khi dán nhãn được kiểm tra qua khâu nhìn cảm quan về độ trong của vang, tiếp đó các chai được đóng vào thùng carton 12 chai và gắn lại bằng băng dính. Rượu vang sau đó đưa vào nhà kho để một thời gian và kiểm tra xem có chai nào bị nhiễm khuẩn, hay có những hiện tượng bất thường như: trong rượu vang có bọt do lên men lại, vang lắng cặn nhiều.. khi đạt yêu cầu mới được phép xuất kho. Chương 4: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG SẢN PHẨM Tổn thất tính theo % của từng công đoạn là: Quá trình Tổn thất Vận chuyển và bảo quản Chọn lọc, bẻ hoa, bẻ cuống Thanh trùng Lên men chính Lắng trong và tách cặn lần 1 Lên men phụ Tàng trữ và tách cặn lần 2 Bổ sung chất trợ lọc & lọc trong Chiết chai 2 % so với trọng lượng nguyên liệu 2 % so với trọng lượng nguyên liệu 0,2 % so với lượng dịch 5 % so tổng lượng đường có trong dịch 2 % so với lượng dịch 2 % so với lượng dịch 1% so với lượng dịch 1 % so với lượng dịch 1 % so với lượng dịch 1. Tính cân bằng sản phẩm đối với 1000 kg nho 1.1. Vận chuyển và bảo quản Lượng hao hụt 2 % Lượng quả hao hụt: 1000 x 2% = 20 (kg) Lượng quả còn lại: 1000 – 20 = 980 (kg) 1.2. Chọn lọc, bẻ hoa, bẻ cuống Lượng hao hụt: 2 % Lượng quả hao hụt: 980 x 2% = 19,6 (kg) Lượng quả còn lại: 980 – 19,6 = 960,4 (kg) 1.3. Ép thu dịch Theo số liệu khảo sát nho tại Ninh Thuận thì 1 kg nho ép thu được 0,7 – 0,8 lit dịch (chọn 1 kg nho khi ép thu được 0,75 lit dịch). Có 1 kg nho ép thu được 0,75 lít Vậy 960,4 kg nho khi ép thu được y lít Theo số liệu phân tích thành phần hoá học của dịch nho Thành phần g/l Nước 700 – 780 Đường 100 – 150 Phi đường 22 – 29 Axit 9 – 12 Chất khoáng 2 – 4 Đạm 1 – 2 Tanin 2 Vitamin 1 Chất màu 1 Chất khác 1 Chọn lượng đường có trong dịch nho là 120 (g/l) Chọn lượng axit có trong dịch nho là 10 (g/l) Chọn lượng nước có trong dịch nho là 750 (g/l) Từ những số liệu trên ta có: Lượng đường đi vào dịch ép 720,3 x 0,12 = 86,44 (kg) Lượng axit đi vào dịch ép 720,3 x 0,01 = 7,2 (kg) Lượng nước chứa trong dịch 720,3 x 0,75 = 540,23 (kg) Tổng khối lượng của khối dịch (giả sử d = 1,12 kg/l). m dịch = 720,3 x 1,12 = 806,74 (kg) Hàm lượng đường trong dịch nho % đường = Hàm lượng axit có trong dịch nho % axit = 1.4. Pha chế Để có hiệu quả kinh tế và giảm giá thành của sản phẩm ta phải pha loãng dịch quả tạo dịch lên men, thường pha loãng dịch quả chiếm 75 % V dịch lên men. Cứ 100 lit dịch nho cần 25 lit nước Vậy 720,3 lit dịch nho cần y lit nước Bổ sung các thành phần: đường, axit, K2S2O5, (NH4)2HPO4, các chất kích thích sinh trưởng B1, B6.. vào dịch trước khi thanh trùng và tiến hành lên men. Đối với dịch nho cần bổ sung lượng đường saccaroza vào trong dịch nho trước khi lên men ( lượng đường cần lên men 220 g/l hay 22 % ). Giả sử d dịch nho = 1,12 kg/l V dịch sau khi pha loãng Vdịch sau = 702,3 + 175,6 = 877,9 (lit) Khối lượng dịch sau khi pha loãng m dịch sau = 877,9 x 1,12 = 983,25 (kg) Vậy lượng đường cần bổ sung vào dịch nho 86,44 + x1 = 216,31 + 0,22.x1 X1 = (kg) Lượng axit cần bổ sung vào dịch nho sau khi đã pha loãng ( lượng axit tính theo axit tartaric ) cần bổ sung vào dịch sao cho đạt được 6 – 8 (g/l). Chọn lượng axit 7 g/l (~ 7 %) Gọi x2 là lượng axit cần bổ sung 7,2 + X2 = 68,83 + 0,07.X2 X2 = (kg) Bổ sung K2S2O5, theo tài liệu chúng ta đã biết cứ 2 g K2S2O5 sinh ra 1 g SO2 mà lượng SO2 cần bổ sung là 200 mg/l Vậy lượng SO2 cần bổ sung vào dịch m SO2 = 0,2 x 877,9 = 175,6 (g) Lượng K2S2O5 cần bổ sung vào dịch nho M(K2S2O5) = 175,6 x 2 = 350 (g) = 0,35 (kg) Lượng (NH4)2HPO4 cần bổ sung (lượng thường dùng 0,1 – 0,3 g/l dịch hèm), chọn lượng cho vào dịch 0,2 g/l. m (NH4)2HPO4 = 877,9 x 0,2 = 175,6 (g) = 0,176 (kg) Bổ sung các chất sinh trưởng B1, B6.. Lượng bổ sung cho vào dịch 0,2 – 1 mg/l (chọn lượng cho vào dịch là 0,4 mg/l). M B1, B6 = 0,4 x 2 x 877,9 = 0,702 (g) = 0,7.10-3 (kg) 1.5. Thanh trùng Hao hụt thanh trùng 0,2 % Lượng dịch hao hụt: V hao hụt = 0,2% x 877,9 = 1,76 (lit) Lượng dịch còn: V còn = 877,9 – 1,76 = 860,34 (lit) 1.6. Lên men chính Lượng men giống cho vào dịch lên men chiếm 8 – 10 % so với dịch lên men (chọn V dịch men bổ sung bằng 9 % ). Lượng dịch men giống cần bổ sung V dịch men = 860,34 x 9% = 77,43 (lit) Vậy tổng thể tích khối dịch lên men là V dịch tổng = 860,34 + 77,43 = 937,77 (lit) Lượng rượu tạo thành Tổng lượng đường có trong dịch lên men m đường = 86,44 + 166,55 = 252,99 (kg) Tổn thất đường do nấm men sử dụng để tăng sinh khối (tổn thất 5 % ) m đường tổn thất = 252,99 x 5% = 12,65 (kg) Lượng đường còn lại m đường còn = 252,99 – 12,65 = 240,34 (kg) Hiệu suất chuyển hoá đường thành rượu 95 %, còn 5 % đường bị chuyển hoá thành các sản phẩm phụ và một lượng nhỏ nằm trong vang. Vậy lượng đường thực tế chuyển thành rượu là: m đường ® rượu = 240,34 – 240,34 x 5% = 228,32 (kg) Phương trình cơ bản chuyển hoá đường thành rượu C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 180 92 88 228,32 a b Lượng rượu tạo thành a = (kg) Lượng CO2 thoát ra ( tạo thành ) b = (kg) Khối lượng riêng của rượu d = 0,8 (kg/l) Vrượu = (lit) V rượu vang non tạo thành Giả sử d đường